ejemplo carretero en - construcción y tecnología en concreto

ISSN: 0187 - 7895. Construcción y Tecnología en Concreto es una publicación del Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto A.C.
Volumen 2 • Número 2 • Mayo 2012
$45.00 ejemplar
Volumen 2 • Número 2 • Mayo 2012
arquitectura • Casa Pocafarina: aire conceptual y abstracto
Ejemplo
carretero en
Sonora
Internacional • Una ola congelada
www.imcyc.com • ISSN: 0187 - 7895
EDITORIAL
México y sus
carreteras
A
mediados de marzo pasado, el actual secretario de
Comunicaciones y Transportes (SCT), Dionisio Pérez
Jácome, reconoció que el compromiso del Gobierno
Federal, encabezado por el presidente Felipe Calderón Hinojosa,
ha sido total con el sector de la construcción. En este sentido, el
funcionario señaló que en los últimos cinco años ha tenido lugar
una inversión de más de 260 mil millones de pesos utilizados en
infraestructura carretera. Durante el 27° Congreso Mexicano de
la Industria de la Construcción (CMIC), celebrado en Villahermosa, Tabasco, manifestó que “la construcción y modernización
de vías para el transporte y la comunicación es la plataforma
indispensable para las actividades productivas en la República”.
A este magno evento asistió ya como presidente nacional de la
Cámara Mexicana de la Industria de la Construcción, el ingeniero
Luis Zárate Rocha, a quien desde este espacio le enviamos un
caluroso saludo y felicitaciones por su nombramiento, estamos
seguros que su experiencia dará valiosos frutos al organismo
que precede, dada la calidad profesional y prestigio de tan
importante personaje.
Sabemos que de la cifra dada por el responsable de la SCT,
una parte está vinculada al uso del concreto; es por eso que
obras como la que presentamos en nuestro Artículo de Portada
–la carretera Navojoa-Ciudad Obregón–, resultan un ejemplo
tangible de lo expresado por Dionisio Pérez Jácome. Las vialidades y carreteras exigen cada vez más de mejores materiales
constructivos para tener una resistencia y durabilidad mayores,
lo que redundará en un ahorro a corto, mediano y largo plazos.
¡Sigamos apostando por las carreteras hechas con concreto!
Los editores
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Construcción y Tecnología en concreto
NOTICIAS
M
ientras que el número de marzo de CyT
se encontraba en imprenta, tuvo lugar el
nombramiento del ingeniero Luis Zárate Rocha, como nuevo presidente nacional de la Cámara
Mexicana de la Industria de la Construcción (CMIC).
Foto: A&S Photo/Graphics..
Nuevo
nombramiento
Entre las primeras declaraciones realizadas por este destacado personaje,
aseguró que los constructores del país
retomarán nueve proyectos y obras que
fueron suspendidos o cancelados en los
últimos años, así como los que están en
ejecución pero requieren más avance y
que representan inversiones por más de
25 mil millones de dólares. Al respecto,
añadió: “Son proyectos como el Tren
Suburbano 2 y 3, la hidroeléctrica La
Parota, la carretera Mitla-Tehuantepec,
el Túnel Emisor Oriente, el aeropuerto
de la Riviera Maya, Punta Colonet y la
refinería de Tula”, entre otros.
El dirigente empresarial, que asumió el cargo en sustitución de Eduardo
Correa Abreu, también señaló que las condiciones
están dadas para retomar estos proyectos, que
son los más importantes para México en términos
de infraestructura. En el marco del 27° Congreso
Mexicano de la Industria de la Construcción, Zárate
Rocha dijo que “dinero hay” y ahí está una bolsa de
400 mil millones de pesos que pueden ejercerse,
provenientes del Fondai, de las Afores, bancos
extranjeros y del Banco de Proyectos en Línea.
Con información de: www.eluniversal.com.mx
A
partir de que se dieron a
conocer por parte de las autoridades los daños que causó
en algunas zonas del país el sismo de
7.4 grados Richter que tuvo lugar el
20 de marzo pasado, Holcim Apasco
anunció que donaría mil toneladas de
cemento para apresurar las labores
de reconstrucción de viviendas afectadas, que podrían superar las 800,
de acuerdo con datos oficiales. En
este sentido, para fines de marzo, la
empresa se encontraba gestionando
la entrega con el Gobierno del Estado
de Guerrero para garantizar el uso
correcto del cemento, por medio de
los fideicomisos que para tal efecto establezca la entidad, y que se destine a
las viviendas dañadas registradas en el
inventario que realicen las autoridades.
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mayo 2012
Sobre el tema, Gustavo Gastélum, director de Relaciones y Comunicación Externa de Holcim Apasco,
dijo: “Mantenemos firme nuestro
compromiso para continuar con el
apoyo que Holcim Apasco siempre
ha brindado a las comunidades en
las que opera. Somos solidarios con
los guerrerenses porque también
nosotros lo somos. Somos parte de
Guerrero”. Cabe decir que la entrega de las toneladas de cemento fue
planeada para realizarse a través de
la planta de Holcim Apasco ubicada en Acapulco. Además de este
donativo en especie, la empresa
puso a disposición de las autoridades estatales a sus especialistas
para atender sus necesidades de
asistencia técnica.
Construcción y Tecnología EN CONCRETO
“En Holcim Apasco nos hemos
comprometido y dedicado con
empeño a mejorar las condiciones
de vida de muchas familias, mediante la promoción y apoyo de la
construcción de vivienda digna y la
reconstrucción de zonas afectadas
por desastres naturales”, señaló el
directivo. Así, el compromiso que
hoy se anuncia, forma parte del
esfuerzo permanente de Holcim
Apasco en apoyar a las comunidades
afectadas por desastres naturales.
Con información de:
http://style.shockvisual.net/?p=6480
Foto: http://4.bp.blogspot.com.
Dona Holcim material para problema de sismo
L
afarge España presentó recientemente Hydromedia, un
concreto de alta capacidad
drenante. Se trata de un producto
que permite gestionar las aguas
pluviales de manera amable con
el medio ambiente. Gracias al
drenaje, el concreto facilita la
filtración de lluvia a los acuíferos
subterráneos garantizando su
reintegración al ciclo natural del
agua, o su reutilización para usos
como el riego. Asimismo, evita
la acumulación de hielo y agua
en los pavimentos, impidiendo la
formación de charcos y eliminando
el riesgo de deslizamiento, según
requieren las normativas europeas
de seguridad.
Otra de las ventajas de Hydromedia es que minimiza el impacto
urbano de las construcciones sobre
el entorno, ya que elimina la necesidad de construir canaletas, balsas
de recogidas de agua, galerías de
infiltración u otros dispositivos de
retención. Esta característica incide
positivamente en el ahorro de costos
y tiempo, además de hacer posible
una utilización más eficiente del terreno al demandar menor espacio que
los pavimentos convencionales. Por
otro lado, este concreto no contiene
finos, por lo que resulta muy fluido
durante su aplicación (facilitando el
proceso de colocación) y, sin embargo, adquiere una gran solidez y alta
resistencia tras su vertido y curado,
Arranca construcción Acabús
Foto: http://lasintesisinformativa.com.
E
l gobernador del estado de Guerrero, Ángel Aguirre Rivero,
anunció recientemente la construcción del Acabús, el cual tendrá una inversión superior a los mil 800 millones de pesos entre
infraestructura y unidades de transporte. El mandatario estatal precisó que mil 119 millones serán para
la infraestructura vial, concreto hidráulico y paradores a lo largo de 36.2 kilómetros. Al respecto, dijo:
“Acapulco requiere este nuevo tipo de transporte
colectivo, masivo, moderno, eficiente, agradable y barato, que vaya de
Ciudad Renacimiento a otras áreas. Se requiere que sea rápido, como
en Monterrey, Distrito Federal y Guadalajara”.
Por su parte, el secretario de Obras Públicas, Jorge Díaz, comento acerca
de una inversión de mil 100 millones de pesos, sin considerar el transporte,
que son como 700 millones de pesos. “Adicionalmente, habrá un programa de renovación del parque vehicular que deberá ser nuevo, moderno
y eficiente”, detalló el ejecutivo estatal al dar el banderazo de las obras.
Acompañado por el secretario general de Gobierno, Humberto Salgado
Gómez, y el coordinador del programa del Sistema Integral de Transporte
en Acapulco, Jeovel Guinto, Aguirre dijo que habrá más de 150 mil personas
beneficiadas con la reducción del tráfico vehicular. Por su parte, el coordinador del proyecto del Acabús, Jeovel Guinto, explicó la primera etapa quedará
concluida en un año. El funcionario estatal precisó que el corredor principal
será de Paso Limonero hasta Caleta y que tendrá cinco rutas troncales: la
primera, Caleta-Zócalo-Garita-Las Cruces; la segunda, del Centro–Maxitúnel–Las Cruces; la tercera, Centro–Maxitúnel–Las Cruces–Coloso; la cuarta,
Centro-Praderas de Costa Azul, y la quinta, Wilfrido Massieu-Garita-Cruces.
Con información de: http://impreso.milenio.com/node/9136548
Foto: www.alimarket.es.
Hydromedia, nuevo concreto de Lafarge
lo que redunda en una mayor durabilidad y rendimiento en obra frente
a otras soluciones.
Con información de:
http://www.alimarket.es
Avanza obra en concreto
L
a Secretaría de Comunicaciones
(Secom), informó que avanza satisfactoriamente la segunda etapa de
reconstrucción en concreto hidráulico de la
carretera antigua Xalapa-Coatepec, por la
vía Briones, en la cual se están invirtiendo
casi 20 millones de pesos. El titular de la
dependencia estatal veracruzana, Raúl
Zarrabal Ferat, recordó que se reconstruirán con concreto hidráulico cerca de
ocho kilómetros de la ruta que sirve de
comunicación entre la capital veracruzana y el cercano municipio de Coatepec.
También señaló que la reconstrucción con
concreto hidráulico de la antigua carretera Xalapa-Coatepec, Pueblo Mágico,
beneficiará la producción y traslado de
caña, café, miel y orquídeas, e impactará positivamente a cerca de 30 mil
usuarios que transitan diariamente por
esta importante vía. El proceso, explicó
el funcionario: "Se construye mediante
un proceso de colocación de una capa de
concreto hidráulico de alta calidad y especificación sobre una capa de concreto asfáltico
conocida técnicamente como Whitetopping.
Forma parte de los concretos hidráulicos que
se han instalado en toda la entidad, como
en la carretera Coatepec-Xico y el acceso a
Jalcomulco".
Con información de: www.eluniversalveracruz.com.mx/15416.html
www.imcyc.com
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NOTICIAS
Holcim Apasco y la autoconstrucción
Con información de: Holcim Apasco.
Inauguran importante obra
E
l pasado 27 de marzo fue inaugurada por el presidente de la República, el lic. Felipe Calderón
Hinojosa, la Terminal de Almacenamiento y Regasificación de Gas Natural Licuado de Manzanillo, localizada
en el Canal de Tepalcates de la laguna de Cuyutlán. En términos generales, se trata de una terminal de regasificación
que cuenta con tecnología de punta y que cumple con los
más altos estándares de calidad internacional. También
fue inaugurada la tubería Manzanillo-Guadalajara, que
suministrará a la CFE de Manzanillo hasta con 500 millones
de pies cúbicos de gas por día, y que puede transportar
320 millones de pies cúbicos por día a Guadalajara, con
el fin de poder cumplir con los requerimientos de energía
en el Centro de México.
Por su parte, en ese solemne acto, el maestro Antonio
Vivanco Lamadrid, director general de la Comisión
Federal de Electricidad, expresó: “La primera nota distintiva del Proyecto Integral Manzanillo es su enorme
complejidad técnica y de organización, que implicó la
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Construcción y Tecnología EN CONCRETO
ejecución simultánea de 14 frentes de obra de gran
envergadura. Esta complejidad fue resuelta a través del
liderazgo presidencial y la coordinación permanente
entre distintas dependencias y órganos de Gobierno,
tales como la Secretaría de Energía, la Secretaría de
Comunicaciones y Transportes, la Secretaría del Medio
Ambiente, el Gobierno de Colima y las autoridades
municipales”. Un orgullo, sin duda alguna, la creación
de obras de esta envergadura.
Con información de: www.presidencia.gob.mx.
Foto: www.mexicoimportayexporta.com.
Foto: http://revistafortuna.com.mx
H
olcim Apasco ha desarrollado una solución innovadora que hará la vida más fácil para millones de personas en el mercado de la autoconstrucción, que equivale al 63 por ciento del total de las viviendas que se
construyen cada año en México. Concreto Premezclado Seco Apasco es un nuevo producto con la mezcla
exacta de cemento, arena y grava; listo para usarse con sólo agregar agua. “El compromiso de Holcim Apasco con
la tecnología e innovación es permanente. Concreto Premezclado Seco Apasco es un ejemplo de cómo llegamos a
clientes en distintos segmentos con productos que tienen un impacto positivo en su vida diaria, desde los grandes
proyectos de infraestructura hasta la autoconstrucción de viviendas que son el patrimonio de miles de familias”,
comentó Gustavo Gastélum, director de Comunicación y Relaciones Externas de Holcim Apasco. Cabe decir que el
segmento de la autoconstrucción es el más importante de la industria del cemento en México.
De acuerdo con diversas proyecciones demográficas, se prevé que el país necesitará 13 millones de casas en los
próximos 20 años. En ese sentido, las personas que no son beneficiarias de seguridad social y acceso a créditos para
vivienda necesitan soluciones que le permitan edificar su patrimonio a bajo costo y de
manera práctica.
El Concreto Premezclado Seco Apasco fue desarrollado por Holcim Apasco especialmente para este segmento de mercado, en una presentación de 25 kg. Está
diseñado para que cualquier persona lo pueda usar y aplicar en la construcción de
muros, pisos, bardas, losas, jardineras, castillos, resanados o cualquier reparación
doméstica. “El mercado exige productos que faciliten la vida a millones de personas
que por diversas razones elijen construir sus propios hogares, hacer ampliaciones o
remodelaciones. En el caso de la autoconstrucción, el Concreto Premezclado Seco
Apasco es una excelente alternativa porque está listo para usarse y sólo requiere la
adición de agua. Con ello, las personas no necesitan estar midiendo los ingredientes
para obtener la mezcla perfecta; Holcim Apasco lo hace por ellos”, dijo Francisco
Fernández, Director de Distribuidores de Holcim Apasco.
Calendario de actividades
Mayo de 2012
Nombre: Global Thinking in Structural
Engineering.
Fechas: 7 a 9 de mayo.
Lugar: El Cairo, Egipto.
Correo electrónico: [email protected]
Foto: http://salvadoralvarado.gob.mx.
Nombre: AIA National Convention
& Design Exposition.
Fechas: 17 al 19 de mayo.
Lugar: Walter E. Washington Convention Center,
Washington, DC.
Página web: http://convention.aia.org/event/
convention-home.aspx
Pavimentando calles
C
on el fin de incrementar el desarrollo de la comunidad
y la calidad de vida de sus habitantes, se tienen programadas importantes pavimentaciones de calles en este
año, informó el alcalde de Culiacán, Sinaloa, Gonzalo Camacho
Angulo. Afirmó que el material será de concreto hidráulico,
por lo que el beneficio es mayor para los vecinos. Camacho
Angulo dijo que el paquete incluye: la calle principal de Lomas
del Valle; el callejón Concordia, entre la calle 22 de diciembre
y Nicolás Bravo. También está contemplada la pavimentación
de las calles laterales, donde se construirá la Plaza Pedro Infante, entre la carretera Internacional y la calle Jobori; la calle
Netzahualcóyotl, de la colonia Cuauhtémoc, entre la avenida
Vicente Guerrero y Francisco I. Madero. El edil destacó que
se pavimentará un circuito vial en la colonia Solidaridad, que
va desde la carretera México 15, pasando por un costado del
Panteón Municipal y bajando al puente que comunica con la
colonia Insurgentes. Camacho Angulo apuntó que la sindicatura Villa Benito Juárez, también entrará en este programa, ya
que se pavimentará también con concreto hidráulico la calle
Marcelino Juárez, entre Margarita Maza de Juárez y avenida
1871. "Estas obras se harán mediante el programa Fondo de
Pavimentación y Espacios Deportivos para Municipios, con
una inversión de 19 millones 525 mil 886 pesos, lo cual ya fue
aprobado", declaró Gonzalo Camacho. Asimismo, también
habrá obras de pavimentación por parte del programa de
Hábitat (de Sedesol).
Nombre: Tercer Encuentro Internacional
de Arquitectura de Vanguardia.
Fechas: 18 y 19 de mayo.
Lugar: Auditorio del Centro de Convenciones
COMPENSAR, Bogotá, Colombia.
Página web: www.academiadearquitectura.com
Nombre: Expo Construcción Yucatán 2012
Fechas: 24 al 26 de mayo.
Lugar: Centro de Convenciones Yucatán Siglo XXI,
Mérida, Yuc.
Contacto: [email protected]
Página web: www.expoconstruccionyucatan.com
Nombre: Foro Internacional del Concreto
2012: “Tecnología, concreto y desarrollo
sustentable”.
Fechas: 29 al 31 de mayo.
Lugar: Centro Banamex, Ciudad de México.
Contacto: MA. Soledad Moliné
Telef. (55) 53225740-226.
Página web: www.fic.imcyc.com.mx
Con información de: http://www.noroeste.com.mx/
publicaciones.php?id=764493
www.imcyc.com
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POSIBILIDADES DEL C O N C R E T O
A d i c i o n e s a l c o n c r e to
Concretos
adicionados con CV
E
l uso de la ceniza volante (CV) en la actualidad es una de las más importantes,
no sólo en México, sino a nivel internacional pues ayuda a resolver ciertas limitaciones
que algunas veces presenta el concreto, al
tiempo que provoca que la industria misma se
continúe dirigiendo hacía un universo cada vez
más sustentable.
En este escrito se presentan los resultados
de una interesante investigación que expone
en una breve síntesis el desempeño de
mezclas de concreto, en el cual se
sustituye más del 50% en peso del
material cementicio total por ceniza volante. En términos generales,
en la investigación de referencia
se encuentra que la incorporación de elevados volúmenes de
CV en el concreto, entre otras
cosas, reduce la demanda de
agua y mejora la trabajabilidad,
disminuyendo al mínimo el agrietamiento por contracción térmica y
de secado. Asimismo, se aumenta la
durabilidad de las estructuras al hacer
más resistentes a las armaduras a los efectos de la corrosión, y al concreto contra ataques
de sulfatos y ante el desarrollo de reacciones
indeseadas álcali-sílice.
Las cenizas volantes son aceptadas como material puzolánico utilizado como componente de
la mezcla de cemento Portland o como adición
mineral al concreto. El porcentaje comúnmente
recomendado se limita a 15 o 20 por ciento en
peso del material cementicio. Generalmente,
estos porcentajes pueden tener efectos beneficiosos sobre la trabajabilidad y la economía
de la mezcla; pero podría no ser suficiente para
mejorar la durabilidad de ésta ante el ataque
de sulfatos, ante reacciones álcali-sílice, o ante
agrietamientos térmicos.
Consideraciones teóricas y prácticas determinan que con un 50% o más de reemplazo del
peso del cemento Portland por CV, es posible la
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Construcción y Tecnología en concreto
producción sustentable de mezclas de concreto
de alto desempeño con buena trabajabilidad,
elevada resistencia mecánica y gran durabilidad. Por ejemplo, para una misma relación
entre agregados gruesos y finos, variando las
proporciones y las relaciones agua-cemento y
cemento-CV de tipo F (según ASTMC 618–03),
es posible obtener niveles de resistencia a la
compresión que van desde los 20 (bajo) hasta
los 40 MPa (alto). En general, el aumento de
los niveles de resistencia a la compresión es
proporcional al aumento de la cantidad de
cementantes (cemento y CV), y a la reducción
en la relación agua-cemento (a/c); aunque es
importante referir que en los casos en que la a/c
es baja, es necesario el uso de aditivos superplastificantes. En resumen, con el uso de altos
volúmenes de ceniza volante se superan los
problemas de baja resistencia inicial; en
gran medida a través de: una reducción drástica de la a/c mediante el
aprovechamiento de la condición
de superplasticidad de la CV
usada en altas cantidades, del
uso de aditivos superplastificantes y del logro de adecuadas granulometrías. Asimismo,
un adecuado curado propicia
estructuras homogéneas en su
microestructura, con bajas probabilidades de agrietamiento; lo
que a su vez también aumenta la
durabilidad.
De acuerdo a los resultados de este
estudio, el uso de CV en grandes cantidades
en la elaboración de mezclas para la construcción, ofrece una solución integral al problema de
satisfacer las crecientes demandas de concreto,
con un reducido costo adicional; reduciendo al
mismo tiempo el impacto ambiental.
Esta situación es importante en países como
China e India, en los que debido a la cantidad
limitada de recursos financieros y naturales, la
gran demanda de concreto de la infraestructura
y del sector vivienda, puede ser fácil de absorber
con esta solución, con un costo efectivo y de una
manera ecológica.
Referencia: Kumar Mehta P., “High-performance,
high-volume fly ash concrete for sustainable
development”, en International Workshop on
Su s t a i n a b l e D e v e l o p m e n t a n d C o n c re t e
Technology, USA, 2002.
Piso de concreto
Mezclas de
sascab-cemento
M
uchas viviendas rurales del estado de
Yucatán no cuentan con pisos que proporcionen condiciones de habitabilidad
e higiene a sus habitantes. Debido a esto, surge
la necesidad de diseñar un piso utilizando
como materiales componentes el sascab
o sahcab, y el cemento Portland. Cabe
decir que el sascab (del maya Sahkab:
“tierra blanca”), hace referencia al
material utilizado para preparar
mezclas para la construcción. Es
una roca calcárea deleznable, descrita como “caliza descompuesta”
(Fuente: Wikipedia).
En este texto se presentan los
resultados de un estudio en el que se
analiza el sascab de dos bancos cercanos
a Mérida, y en donde se propone la utilización de una mezcla de tipo suelo-cemento,
de sascab y cemento, que tenga una adecuada
resistencia propia, para la construcción de pisos
de vivienda en la región. A la mezcla de referencia
se le proporciona rigidez con la aplicación de una
compactación dinámica con el fin de obtener la
resistencia mínima de un concreto para pisos igual
a 75 kg/cm². El sascab extraído de los bancos fue
sometido a pruebas de clasificación y compactación; fue mezclado con cemento de entre 6 y 12 %
en peso del mismo para determinar su resistencia
a la compresión simple a 7 y 28 días, así como su
durabilidad mediante pruebas de humedecimiento-secado-cepillado.
En general, las mezclas de sascab-cemento trabajadas tienen características de resistencia y de
durabilidad similares a las de un concreto simple
común en la construcción de pisos. Por otra parte,
se encuentra que las características ingenierogeológicas del sascab para los dos bancos usados,
que la resistencia a la compresión y la durabilidad,
como es de suponer, son directamente proporcionales a la cantidad de cemento empleada; o sea,
que los niveles de resistencia a la compresión y la
perdida de peso por cepillado, fueros mayores y
menores, respectivamente, según se tenía mayor
proporción de cemento en la mezcla. Cabe decir
que si se toman en cuenta los resultados obtenidos en los dos bancos estudiados, en cuanto a
resistencia y durabilidad puede concluirse, que en
aquellos con características limosas se alcanzaron
mejores resultados para los dos parámetros. En
términos generales, como antes se comentó, el
material presenta características de resistencia
similares a las de un concreto simple; sin embargo, la superficie no es del todo impermeable, por
lo que es recomendable colocar en la superficie
superior, un mortero elaborado con los mismos
materiales.
De acuerdo al estudio, el uso de
mezclas de sascab-cemento en la
construcción de pisos de viviendas,
es una interesante y económica alternativa para el mejoramiento de
las condiciones de higiene y salud
en las viviendas rurales; sobre todo
en Yucatán, en donde el sascab se
encuentra en diferentes zonas del
estado, incluso superficialmente en
el suelo.
Referencia: Payán Arjona M., “Estabilización de sahcab con cemento Portland Tipo I para
la construcción de pisos en viviendas rurales”, en
Revista Ingeniería, 6-2, Universidad Autónoma de
Yucatán UADY, México, 2002.
Deterioro del concreto
Concreto sometido
a ciclos de
congelamiento
y deshielo
U
na de las principales causas de la degradación del concreto en regiones frías es el
efecto provocado por los ciclos de congelamiento y deshielo (C/D). La transición del hielo
al deshielo viene acompañada por diferenciales,
tanto de dimensiones, como de esfuerzos internos;
pudiendo contribuir a la pérdida de la capacidad
resistente del concreto. Si el concreto no es adecuado para sufrir este ataque se originan dos tipos
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POSIBILIDADES DEL C O N C R E T O
de deterioro: desconchamiento exterior y daño
microestructural; este último deterioro caracterizado por microfisuras internas que conducen a
una alteración de las propiedades mecánicas, en
este caso, la disminución del módulo de elasticidad dinámico.
El método no destructivo normalizado más usado para medir el daño interno del concreto durante
los ciclos C/D es el de resonancia. Son numerosos
los trabajos publicados, en donde a partir de la
medida de la velocidad se calcula el módulo
de elasticidad dinámico, evaluando de esta
forma el factor de durabilidad, y por
consiguiente el daño producido a medida que aumentan los ciclos C/D.
Aquí presentamos los resultados de
un estudio experimental realizado
con probetas de distintos tipos de
concreto para estudiar su proceso
de deterioro bajo ciclos C/D. Se
realiza esta evaluación mediante
medidas de velocidad ultrasónicas,
haciendo un estudio comparativo
con la pérdida de peso, la variación de
longitud y la evaluación de las propiedades mecánicas (resultados antes y después
los ciclos).
Se fabricaron cuatro tipos de mezclas de concretos, de dos resistencias características: 30 y 45 MPa;
en donde adicionalmente se consideró la adición
o no de un aditivo inclusor de aire como una proporción del peso del cemento. Se utilizó cemento
Portland sin adiciones de alta resistencia inicial,
arena silícea de río (0-5 mm) de módulo de finura
de 2,71, agregado grueso calizo triturado (5-20 mm)
y un aditivo superplastificante en una proporción
del 0,6% del peso del cemento. La relación agua/
cemento (a/c) fue 0,5 para las mezclas de 30 MPa,
y de 0,4 para las de 45 MPa; variando el contenido
de cemento entre 381 y 400 Kg/m3. El contenido
de aire del concreto en estado fresco varió de 3,4
a 4,0 % para el concreto sin aditivo inclusor de aire,
y entre 6,7 y 10,2 % para el concreto con aditivo
inclusor.
Se confeccionaron 15 probetas cilíndricas y
2 prismáticas para cada concreto. Todas se curaron en cámara climática durante 28 días a 30ºC de
temperatura, con un 37 % de humedad relativa,
realizándose dos tipos de curados: “húmedo” y
“seco”. De los resultados obtenidos se concluye
que las medidas ultrasónicas predicen adecuadamente el deterioro de los concretos debido al
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Construcción y Tecnología en concreto
efecto de los ciclos C/D. Si el concreto no tiene
aire incluido se generan fisuras en cada ciclo C/D,
que reducen la velocidad de ondas ultrasónicas,
ya que las ondas necesitan recorrer un camino más
largo cuando el concreto está dañado, reduciendo
por tanto el módulo de elasticidad dinámico. En
general, la inclusión de aire mejora la resistencia
del concreto a los ciclos de C/D, proporcionando
espacios de expansión en la pasta de cemento para
la congelación del agua.
Puede afirmarse de este estudio experimental
que el concreto de 45 MPa con las condiciones de curado impuestas, tiene un mejor
comportamiento que el de 30 MPa frente a los ciclos C/D. Además, el hecho
de que la resistencia del concreto
se incremente con la hidratación
del cemento, y que la velocidad de
hidratación de éste aumente con la
humedad; conduce a un incremento
de las resistencias en los concretos
con curado seco frente esos mismos
con curado húmedo. En el estudio
también se expresa qué tanto el cambio de longitud como el módulo dinámico
disminuyen a medida que aumenta el número
de ciclos para las mezclas sin aire incluido; sin
embargo, las muestras con aire incluido no mostraron pérdidas de peso significativas, ni cambios
en el módulo dinámico, ni en la longitud durante
los ciclos C/D.
Referencia: Al-Assadi G.; Casati M.; Fernández J.;
Gálvez J., “Evaluación del deterioro del hormigón
sometido a ciclos hielo–deshielo”, en Anales de
Mecánica de la Fractura, 26, vol. 2, España, 2009.
Durabilidad
Contracción y
asentamiento plástico
del concreto
E
xisten diferentes causas por las que pueden
producirse fisuras en el concreto. Pueden
citarse aquellas producidas durante algún
momento de la vida de servicio de la estructura,
como consecuencia de acciones externas debido
a ataques físicos, químicos, corrosión de armaduras
o de reacciones internas (reacción álcali-agregado),
contracción por secado o carbonatación, entre
otras.
En condiciones normales, el concreto presenta
durante un período de entre 2 y 4 horas, un estado
plástico y maleable que permite transportarlo y
colocarlo dentro de las cimbras, para luego compactarlo y terminarlo. Este estado se conoce como
estado fresco. Luego de este breve período, el
material se rigidiza y pasa a un estado endurecido,
en donde va aumentando su resistencia a través de
las reacciones de hidratación de la pasta cementicia. Existen múltiples tipologías de grietas en el
concreto en estado fresco, en el presente escrito
se concentrará la atención en las denominadas
fisuras plásticas.
El concreto en estado fresco se considera una
suspensión concentrada; formada por la pasta
cementicia, compuesta por cemento Portland y las
posibles adiciones, el agua y los aditivos, mezclada
con la fase sólida constituida por los agregados.
Luego de colocado y compactado, éste experimenta una segregación de sólidos con desplazamiento
hacia la superficie de parte del agua de mezclado,
lo cual se denomina exudación.
Aquellos concretos mejor diseñados, con una
adecuada distribución granulométrica y relación
agua/cemento (a/c) suficientemente baja, tienden
a retener mejor el agua de mezclado y la exudación
se minimiza. En cambio, cuando alguno o varios de
los factores (ej.: granulometría, a/c) que hacen a un
buen concreto no se cumplen, la exudación puede
resultar considerable, con la consecuente rápida
reducción del volumen de concreto.
Entre los defectos más frecuentes producidos
en este estado se encuentran las fisuras de contracción plástica y las de asentamiento plástico.
Las primeras se producen en elementos del tipo
plano, donde uno de los lados resulta poco significativo respecto a los otros dos; y en donde
se necesita el vertido en grandes superficies no
protegidas, como puede ser el caso de las losas
de estructura, de pavimento, o de piso; que al
estar sometidas a condiciones atmosféricas que
favorezcan una rápida evaporación del agua superficial, sufren una contracción diferencial que
genera las fisuras. Las segundas, tienden a ser
más frecuentes en elementos de mayor espesor,
tales como trabes y columnas; aunque en casos
extremos también se presentan en las losas o en
otras estructuras planas.
Las fisuras de contracción plástica resultan normalmente relativamente cortas, poco profundas y
de dirección, por lo general irregular. Éstas pueden
aparecer en el estado fresco del concreto durante
los trabajos de terminación, en días ventosos, con
baja humedad y altas temperaturas; en donde
la rápida evaporación de la humedad superficial
supera a la velocidad ascendente del agua de
exudación, causando que la superficie del concreto
se contraiga más que el interior. En general, el concreto interior restringe la contracción del concreto
superficial, se generan deformaciones que exceden
la extensibilidad del material y consecuentemente
se desarrollan fisuras en la superficie. Estas fisuras
varían desde unos pocos centímetros de largo, hasta 1.50 ó 2.00 m, y suelen tener una profundidad de
2 a 3 cm; aunque pueden penetrar hasta la mitad o
más del espesor de la losa, cuando las condiciones
ambientales son muy adversas, y las prácticas de
protección y curado no resultan eficientes.
El asentamiento plástico se produce frecuentemente en concretos que no están adecuadamente
diseñados; cuando un exceso de exudación produce una importante reducción en su volumen. En las
zonas donde el movimiento del concreto en estado
fresco se encuentre restringido, se producirán fisuras en coincidencia con dicha restricción; generalmente producida por las armaduras superficiales.
Estas fisuras afectan la durabilidad de las armaduras
y la adherencia acero-concreto, debido a la conjunción del asentamiento plástico propiamente dicho
y un espesor de recubrimiento inadecuado.
Referencia: Becker E., “Fisuras en estado fresco
del hormigón”, en Revista Hormigonar, núm. 5,
año 2, 2005.
www.imcyc.com
mayo 2012
13
P O R TA D A
Ejemplo
carretero
en
Sonora
14
MAYO 2012
Construcción y Tecnología en concreto
Juan Fernando González G.
Fotos: Cortesía CEMEX.
El apostarle a la infraestructura carretera es,
sin lugar a dudas, uno de los grandes motores
para el desarrollo de México. Si además se hace
con concreto… aún mejor.
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15
P O R TA D A
Datos de interés
H
ace unos meses tuvo
lugar en México el
XXIV Congreso Mundial de Carreteras,
foro en el que quedó
de manifiesto que
de 35 millones de personas que
poblaban México en 1960, 17.5
millones vivían en poblaciones urbanas. En ese entonces, el parque
vehicular estaba integrado por 758
mil vehículos, lo que significaba
que había un automotor por cada
44.5 habitantes.
Actualmente, somos 112 millones de mexicanos y más de 80
millones vivimos en ciudades. Si
hablamos del parque vehicular
la cifra llega los 31.7 millones,
lo que significa que el índice de
motorización es de 3.7 habitantes
por vehículo (en España es de dos
habitantes por cada vehículo y uno
y medio por persona en Estados
Unidos). En 2040, de acuerdo con
los datos del Consejo Nacional de
Población (Conapo), seremos 130
millones de habitantes, 15% más
que hoy; de éstos, 105 millones
serán parte de la urbanización con
un parque vehicular de 60 millones
de vehículos y un índice de motorización de 1.9 habitantes.
Sirva esta breve introducción
para enfatizar que la infraestructura
carretera es un motor de la economía
fundamental para el desarrollo de
México; el lograr mejores carreteras
ha sido una de las premisas que ha
buscado cumplir el presente gobierno al invertir más de 250 mil millones
de pesos. Con esta inyección presupuestal se han construido o modernizado más de 18 mil kilómetros de
carreteras en todo el país.
Navojoa-Ciudad
Obregón: ejemplo a
seguir
Una obra por demás espectacular
es la carretera hecha con concreto
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MAYO 2012
Construcción y Tecnología en concreto
Nombre de la obra: Carretera Navojoa-Sonora.
Licitación ganada por: ICA.
Datos técnicos: Ancho de cuerpo 10.5 mts. (Acotamiento 2.5 mts, carril Baja
3.5 mts y carril Alta 4.5 mts.)
Espesor de la losa: 31 cm.
Longitud del tramo carretero: 39 km. (161+000 al 200+000). Sub-Tramo:
Navojoa-Cd. Obregón.
Tipo de Cemento: CPC-40 RS.
Resistencia al Módulo de Ruptura: (Mr.) 48 kg/m2 a 28 días. (El revenimiento
promedio de la mezcla de concreto es de 5.0 cm al momento de su colocación,
con una tolerancia de +-2.5 cm.
Puentes planeados: 15.
Dueño de la obra: SCT.
Aditivos y costos de producción
hidráulico Navojoa - Ciudad Obregón; un proyecto vial de 39 kilómetros que comenzó a construirse
en febrero de 2011 y que para
este mes de mayo deberá estar
terminado por completo. La nueva
ruta, que beneficiará a más de seis
millones de habitantes del sur de
Sonora, tuvo una inversión de 500
millones de pesos y forma parte
del plan carretero realizado en
forma conjunta por el Gobierno
del Estado y el Federal a través de
la Secretaría de Comunicaciones
y Transportes.
El primer sub tramo que se
abrió fue de 8 kilómetros. Una segunda etapa fue completada con
la entrega de 9 kilómetros adicionales (que comprenden del kilometro 177+000 al 186+000). Este
trabajo de ingeniería se caracterizó
por tener 10.50 metros de ancho,
lo cual permite alojar dos carriles
de circulación de 3.5 metros de
ancho cada uno, así como acotamientos laterales interiores de un
metro y exteriores de 2.5 metros.
También se realizaron trabajos de
terracerías, obras de drenaje, estructuras, obras complementarias
y señalamiento. Cabe decir que
la tarea de modernización y ampliación de esta importante obra
sonorense consiste en extender
una carpeta de concreto hidráulico en el tramo Navojoa–Ciudad
Obregón, del kilómetro 161 al
200, cuerpo izquierdo “B”, y del
kilómetro 200+000, al 220+000,
en ambos cuerpos.
En esta carretera se utilizaron aditivos (Sika) que optimizaron el costo de producción
del concreto utilizado para la fabricación del tramo carretero Navojoa-Ciudad
Obregón. Este tramo forma parte del proyecto carretero “Estación Don Nogales”
el cual consta de 8 etapas.
Para lograr la optimización del diseño de mezcla se empleó en la fabricación
del concreto, PlastocreteMR, un aditivo líquido reductor de agua, plastificante y
retardante controlado de fraguado para concreto, especialmente diseñado para
climas extremosos. Esta sustancia reduce hasta el 10% del agua de mezclado y
permite transportar el concreto a largas distancias o por tiempos de transporte
muy prolongados.
También se utilizó Sikament-195, aditivo líquido multipropósito, reductor de agua
de rango medio, plastificante y de corto retardo de fraguado con exclusión de aire
para emplearse en este caso como reductor de agua. Cabe decir que se optimó el
costo del metro cúbico; se aumentó el consumo de agregado grueso en un 14%
(grava de 1 1/2”); fue incrementada la durabilidad por desgaste y se redujo de la
contracción de las losas de concreto.
CEMEX: Voz calificada
El arquitecto Jorge Armando
Villalvazo, superintendente de
Proyectos en el área de Pavimentos y Proyectos Especiales
de CEMEX, una de las empresas
cementeras más importantes del
mundo, explica a Construcción y
Tecnología en Concreto que su
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17
P O R TA D A
labor en la construcción de la carretera Navojoa-Ciudad Obregón
es amplia ya que es el responsable
de administrar y vigilar la correcta
ejecución de los trabajos que se
desarrollen en las áreas de pavimentación, producción, calidad,
mantenimiento y administrativaoperativa. Como es lógico, apunta
el especialista, se deben conocer
las funciones de cada departamento citado para que haya buenos resultados.
Si hablamos específicamente
de los componentes de esta obra
vial hay que subrayar algunos aspectos que comenta nuestro entrevistado: “el concreto utilizado
en la losa de pavimento es un MR48, fabricado con grava 1 ½” (aluvión), arenas de río lavadas del #4,
cemento CPC, aditivo fluidisante
y un retardante, y agua. De igual
manera, estos mismos materiales
fueron utilizados para fabricar
concretos de resistencias f´c=100
kg/cm2, aplicados en plantillas de
las obras de puentes y obras hidráulicas; f´c=150 kg/cm2 en el caso
de bordillos, cunetas y lavaderos;
f´c=200 kg/cm2 en muros ciclópeos
para obras hidráulicas, y f´c=250
kg/cm2 para construir losas, muros
y rampas de accesos. También
fueron utilizados concretos de
resistencia rápida en los cruceros
que se encuentran en los pueblos
vecinos a la autopista; esto con
la finalidad de tener los accesos
de forma inmediata para que los
usuarios no sufran el proceso de
la obra”.
Obstáculos
Cada uno de los proyectos carreteros que se efectúan en nuestro
país es diferente, toda vez que la
geografía nacional es muy diversa.
Algunas veces se tiene que luchar
contra la humedad o la complicada orografía de un determinado
paraje y otras, buscar la mejor
manera de contrarrestar los efectos del frío o la lluvia incesante. En
el caso de la carretera NavojoaCiudad Obregón la dificultad más
grande fue la vinculada con el
clima extremoso, característico de
Sonora. La obra se desarrolló en
dos diferentes estaciones del año:
en verano, a las ocho de la mañana, había una temperatura de
35°, la cual se incrementaba a 45°
al medio día y terminaba en 30°
durante la noche. “Esto provocó
que los horarios de colado se establecieran entre las 8 pm y las 6 am, y que
tuviéramos la necesidad de utilizar
chillers [enfriadores de líquidos]
para enfriar el agua y bajarla a 8°,
para mantener la temperatura del
concreto debajo de 35 grados. De
este modo logramos tener una
buena trabajabilidad y la no deshidratación del concreto”, expresó
Infraestructura carretera en Sonora
• Casi 10 mil millones de pesos en infraestructura carretera, la inversión entre
2007 y 2012.
• Se han realizado obras como la carretera costera, la modernización de la Cuatro
Carriles, el tramo Sonoyta-SLRC, la carretera Cananea-Agua Prieta; la Nogales-Santa
Cruz, la vialidad Yaqui-Mayo; la Rayón-Ures; la Bacadéhuachi-Nácori Chico y la Rosario
Tesopaco-Quiriego, entre otras.
• Durante 2011 se invirtieron dos mil 800 millones de pesos en carreteras
ubicadas en Sonora. Dos mil 300 millones más se utilizarán para la conclusión y
modernización de caminos y puentes federales en la entidad norteña durante 2012.
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MAYO 2012
Construcción y Tecnología en concreto
el entrevistado. Por su parte, acotó el arquitecto Villalvazo, “en el
invierno las temperaturas cambiaron drásticamente. En la tarde,
noche y madrugada las temperaturas iban de 15° a 3°, lo
que impedía que pudiéramos
realizar los colados; es por
ello que decidimos cambiar
a los horarios diurnos para
evitar el congelamiento del
concreto”. Cabe decir que la
Secretaría de Comunicaciones
y Transportes (SCT) no permite
que se interrumpa el tránsito
vehicular en tramos mayores a
8 km; de ahí que tuvieron que
realizar cinco movimientos
del equipo de pavimentación
para que la obra se ejecutara de
manera alternada, como comentó
el especialista.
La rentabilidad del
concreto hidráulico
Muchos expertos ligados a la construcción de carreteras señalan que
una superficie hecha con base en
concreto hidráulico representa una
gran ventaja sobre su contraparte
de asfalto. El representante de
CEMEX dice que ambos elementos, concreto y asfalto, “son buenos si se realizan como debe ser”.
Sin embargo, hay que señalar que
en el caso del concreto se ha demostrado que tiene menos costos
en los mantenimientos preventivos
y correctivos. La vida útil de este
material es de 30 años si es que se
le proporciona el mantenimiento
preventivo, el cual consiste en realizar un resello en todas las juntas
para evitar la filtración de agua y
problemas en las bases. Esta labor
se debe practicar cada cinco años,
y no como ocurre con la mayoría
de las carreteras en las que se tiene
que realizar el carpeteo año con
año por malos resultados en la vida
útil del asfalto.
“Además, en la actualidad es
más caro un m3 de asfalto que uno
de concreto hidráulico”, afirma
Villalvazo.
El porcentaje de avance de esta
magnífica carretera ha superado
las expectativas iniciales; de manera que está próxima a ser entregada en su totalidad. Entrevistado
en el mes de marzo, comentó:
“Podemos decir que tenemos
más de un 80% de adelanto, de
tal manera que la superficie podrá
ser transitada próximamente. El
arquitecto también nos informó
de otros proyectos que están por
definirse: los relacionados con el
Libramiento de Guadalajara; la carretera Monterrey-Nuevo Laredo;
la Rumorosa-Tecate, el Libramiento
de Querétaro y algunos aeropuertos militares. Actualmente trabajamos en la carretera QuerétaroPalmillas, en el Libramiento de La
Piedad, el Bus Rapid Transit (BRT)
en Monterrey y Puebla, además
de tener las presas de La Yesca y
Panales, concluyó.
de cemento Yaqui, en Hermosillo,
Sonora. Como es lógico, en este
caso la localidad más beneficiada
fue Navojoa, Sonora, entidad en la
que apoyamos con la forestación
de un nuevo parque infantil (en
conjunto con otras empresas de
la localidad) y con la donación de
tambos de basura a siete escuelas.
De esta forma, la separación de
los desechos orgánicos e inorgánicos será mucho más sencilla”,
comentó finalmente el arquitecto
Villalvazo.
Sustentabilidad a
bordo
“CEMEX es una empresa socialmente responsable. A todos los
que laboramos en ella nos fomentan la cultura de renovar el medio
ambiente y apoyar a las regiones
en las que desarrollamos nuestras
actividades, ya sea la producción
del concreto, fabricación de cemento o canteras para la producción del cemento. En este tipo
de proyecto lo que hacemos en
realizar jornadas de forestación
en parques, escuelas y en las áreas
donde están ubicadas las plantas
de producción, de tal manera que
los habitantes de las localidades
se vean beneficiados. Para ello
nos apoyamos en nuestros propios viveros, uno de los cuales se
encuentra ubicado en la planta
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MAYO 2012
19
INGENIERÍA
Predicción de la
permeabilidad en el
concreto permeable
Narayanan Neithalath., Dale P. Bentz,
y Milani S. Sumanasooriya.
L
as probetas de concreto permeable con un
electrolito conductor
(solución de cloruro
de sodio) se pueden
considerar como un
medio con una fase conductora
de la electricidad (en fase sólida
tienen una conductividad mucho
menor en comparación a cuando
el espacio de poro se encuentra
lleno del electrolito). Por lo que la
conductividad σ puede ser expresada como:
σ = σ0Φβ
donde σ0 es la conductividad del electrolito
que rellena los poros de
los especímenes, Φ es la
porosidad y β es el factor
de conectividad de los
poros.
El término Φβ puede
ser utilizado como una
expresión del efecto
combinado entre la cantidad de espacios en los
poros y su conectividad.
Una medición simple
de la conductividad en
especímenes u otras
muestras de concreto
permeable, rellenos con
una solución de conductividad eléctrica conocida (por ejemplo, una
20
mayo 2012
(Segunda parte)
solución de 3% de cloruro de sodio, tiene una conductividad de
4.4 S/m), proporciona el valor del
parámetro de la estructura general
de poros. (Ref. 9)
Estructura de poros
y su efecto en la
circulación del agua
En este segunda parte,
abordamos el tema de
la conectividad de la
estructura de poros y
su efecto en la circulación
del agua al interior de
una mezcla de concreto.
También presentamos
una síntesis teórica de
un método de evaluación
de la estructura
tridimensional del
material, basado en
Microtomografía de
Rayos X.
vidad de éstos en la permeabilidad
de los concretos permeables. A
pesar de que estos factores son
igualmente importantes
en la absorción acústica,
sus influencias; por razoFig. 1
nes de espacio, quedan
fuera del alcance de este
trabajo.
El tamaño de los poros seleccionados para
este estudio corresponde
a los valores obtenidos a
partir de la distribución
granulométrica, ya que
es la hipótesis que proporciona un tamaño más
representativo de poros.
En la Fig. 1 se muestra
una gráfica de contornos
con la variación de la
permeabilidad, medida
en función de Φβ y del
tamaño de poro crítico.
Permeabilidad como una función del tamaño de
Un aumento tanto en
poro crítico y del producto de la porosidad por la
el tamaño de los poros,
conectividad de poro.
como del factor de la
estructura de poro Φβ,
Resulta ilustrativo examinar la influencia relativa de la porosidad,
tamaño de los poros y la conecti-
Construcción y Tecnología en concreto
resulta en un aumento de la permeabilidad. Para un mismo valor
de Φβ, un aumento en los tamaños de poro provoca el aumento
de la permeabilidad como es de
esperarse, sobre todo en los valores más bajos de Φβ. El aumento
del tamaño de los poros (por lo
general mediante el uso de agregados de mayor tamaño) en la
misma porosidad, es un medio de
obtener una mayor permeabilidad. A mayores valores de Φβ, el
tamaño de poro no parece influir
en la permeabilidad de manera
significativa, tal y como puede observarse en las líneas de contorno
que son esencialmente paralelas
entre sí. Un valor mayor de Φβ se
puede obtener ya sea mediante
el aumento de la porosidad o del
factor de conectividad.
Porosidades muy altas (por lo
general de más de 25 ó 30%)
son generalmente no deseables
desde el punto de vista de las
propiedades mecánicas del concreto. En estudios anteriores,
se ha demostrado que no necesariamente se requieren altas
porosidades para obtener altos
factores de conectividad (Ref. 9).
Se recomienda que los factores
de conectividad sean incrementados mediante el desarrollo de
cuidadosos procesos de proporcionamiento y mezclado, encaminados a obtener las propiedades
deseadas de circulación.
El factor de la estructura de
poros Φβ, es igual a la conductividad normalizada σ/σ0, definida
en la ecuación 1. Por otra parte,
el tamaño de los poros d obtenido por cualquiera de los métodos descritos anteriormente,
se pueden utilizar en la ecuación
de Katz-Thompson (Ref. 17), establecida como un método para la
predicción de la permeabilidad k
de materiales porosos. La constante empírica (1/226) empleada por
Fig. 2
Imágenes de Microtomografía de Rayos X de un espécimen típico de
concreto permeable. (a) Imagen en escala de grises y (b) imagen en
colores, en donde el color rojo representa el espacio de poros.
Katz y Thompson fue el resultado
de un ajuste de datos experimentales, para diferentes muestras de
roca; por lo tanto, este valor podría
variar para concretos permeables
como:
K = [1/226] σ/σ0 d2
Microtomografía
de rayos X y
reconstrucción 3D
de la estructura de
los poros
La visualización tridimensional del
espacio de los poros del concreto
permeable se puede lograr a través del uso de la Microtomografía
de rayos X. Se obtuvieron en NIST
(National Institute of Standards
Technology, por sus siglas en inglés) varios cortes horizontales a
través de la muestra de concreto
permeable (de 1984 por 1984
píxeles, con una resolución espacial de aproximadamente 0,026
mm/pixel y una resolución de la
señal de 8 bits), utilizando una
unidad de microtomografía de
rayos X disponible en el mercado
y un procedimiento de análisis de
imágenes en todos los sectores,
para producir el contraste necesario entre las fases de sólidos y
poros. Estas imágenes horizontales
fueron acopladas para obtener los
volumenes que se muestra en la
Fig. 2. Los espacios de los poros en
cada uno de los cortes horizontales
que componen esta imagen (unos
420 de ellos) pueden ser continuados verticalmente para visualizar y
cuantificar la red de poros conectados, y a su vez caracterizar su
permeabilidad.
Debido a que la disponibilidad
de las unidades de microtomografía
de rayos X es todavía limitada, un
estudio reciente (Ref. 15) utilizó una
correlación basada en un algoritmo
de reconstrucción 3D, para producir concretos permeables digitalizados; resultando en programas
de computadoras que se utilizaron
para calcular la permeabilidad y la
conductividad de la estructura del
material digitalizado en 3D.
La permeabilidad y los valores
de conductividad preestablecidos
a partir de las estructuras de estos
materiales digitalizados, resultaron muy similares a los valores
experimentales.
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Mayo 2012
21
INGENIERÍA
Fig. 3
Reconstrucción 3D de una estructura de material de concreto permeable a partir de imágenes en 2D.
Recientemente también se han
realizado estudios con imágenes
reales de 2D a partir de varias
muestras de concreto permeable,
para reconstruir la estructura porosa 3D y predecir la permeabilidad mediante programas de
computadora desarrollados en
NIST (Ref. 18). La Fig. 3 muestra una
imagen en 2D obtenida a partir
de un espécimen de concreto
permeable, la reconstrucción de
la estructura en 3D, y los cortes
representativos en 2D de la estructura reconstruida. También en
este caso, la diferencia entre las
magnitudes de la permeabilidad
preestablecida y medida, resultó
ser aceptable (Ref. 18). Los modelos
de la estructura del material para
el concreto permeable pueden ser
útiles para lograr un mejor diseño
del material, y de su dosificación
correspondiente, así como para la
predicción de su comportamiento.
Resumen
El aumento en el uso del concreto
permeable ha llevado a que actual-
22
mayo 2012
mente se de mayor importancia
a los métodos de dosificación de
mezclas y a los de ensaye para la
evaluación de su desempeño. Para
un material macroporoso, como
lo es el concreto permeable, los
métodos de dosificación de mezcla
deben estar encaminados al logro
de las características deseadas en
la estructura de poros, estructura
que a su vez determina el rendimiento requerido. En general, la
caracterización de la estructura
de poros llega a ser importante
tanto en el diseño de los materiales, como en la evaluación del
rendimiento. En este sentido, este
artículo ha proporcionado detalles
sobre los métodos para la caracterización de la estructura de poros,
haciéndo hincapié en características tales como la porosidad, el
tamaño de poros y la conectividad
entre ellos.
En el estudio también se evalúa
la influencia relativa de las características de la estructura de poros
sobre la circulación del agua al
interior de la mezcla. Estudios recientes utilizando microtomografía
Construcción y Tecnología en concreto
de rayos X para la visualización del
espacio poroso, y el desarrollo de
modelos computacionales para
la reconstrucción de concretos
permeables a partir de imágenes
reales en 2D, en donde es posible
predecir la permeabilidad de este
tipo de concreto, auguran avances
significativos relacionados con la
relación entre la estructura y las
propiedades de este material.
Nota: Esta artículo es una traducción del inglés, del documento
originalmente titulado: “Predicting the permeability of pervious
concrete”, publicado en Concrete
international, mayo de 2010.
Referencias:
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concrete (ACI 522R-06),” American
Concrete Institute, Farmington
Hills, MI, 25 pp, 2006.
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Concrete international, vol. 10,
núm. 8, agosto, pp 20-27, 1988.
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Akers, D.J., Pervious concrete
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Addison-Wesley Publishing Co., Reading, MA, 284
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15. Bentz, D.P., “Virtual pervious concrete: Microstructure, percolation, and permeability”, en ACI Materials
Journal, vol. 105, núm. 3, mayo-junio, pp 297-301,
2008.
16. Torquato, S., Random heterogeneous materials:
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Science and Business Media, 701 pp, 2002.
17. Katz, A.J., Thompson, A.H., “Quantitative prediction of permeability in porous rock”, en Physical review
B, vol. 34, núm 11, pp 8179-8181, 1986.
18. Sumanasooriya, M.S.; Bentz, D.P.; and Neithalath,
N.,“Predicting the Permeability of Pervious Concretes
from Planar Images,” 2009 Concrete Technology
Forum Conference Proceedings (CD-ROM), National
Ready Mixed Concrete Association, 2009, 11 pp.
Nota: Información adicional sobre las normas ASTM
mencionados en este artículo pueden encontrarse en
www.astm.org.
Foto: www.tececo.com/technical.permecocrete.php.
pavements, Portland Cement Association, Skokie, IL,
36 pp, 2004.
4. Deo, O.; Bhayani, B.; Holsen, T.M.; Neithalath, N.,
“Modelingthe retention of oil in enhanced porosity
concretes,” 2008 Concrete Technology Forum Conference Proceedings (CD-ROM), National Ready Mixed
Concrete Association, 10 pp, 2008.
5. Low, K.; Harz; D.; Neithalath, N., “Statistical characterization of the pore structure of enhanced porosity
concrete,” 2008 Concrete Technology Forum Conference Proceedings (CD-ROM), National Ready Mixed
Concrete Association, 10 pp, 2008.
6. Neithalath, N., “Development and characterization of
acoustically efficient cementitious materials,” PhD thesis, Purdue University, West Lafayette, IN, 269 pp, 2004.
7. Montes, F.; Haselbach, L., “Measuring hydraulic
conductivity on pervious concrete”, en Environmental
Engineering Science, vol. 23, núm. pp 960-969, 2006.
8. Wang, K.; Schaefer, V.R.; Kevern, J.T.; Suleiman, M.T.,
“Development of mix proportion for functional and
durable pervious concrete,” 2006 Concrete Technology
Forum Proceedings (CD-ROM), National Ready Mixed
Concrete Association, 12 pp, 2006.
9. Neithalath, N.; Weiss, J.; Olek, J., “Characterizing
enhanced porosity concrete using electrical impedance
to predict acousticand hydraulic performance”, en
Cement and Concrete Research, vol. 36, núm. 11,
noviembre, pp 2074-2085, 2006.
10. Marolf, A.; Neithalath, N.; Sell, E.; Wegner, K.;
Weiss, J.; Olek, J., “Influence of aggregate size and
gradation on acoustic absorption of enhanced porosity
concrete”, en ACI Materials Journal, vol. 101, núm. 1,
enero-febrero, pp 82-91, 2004.
11. Neithalath, N.; Weiss, J.; Olek, J., “Reducing the
noise generated in concrete pavements through
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Colegio de ingenieros Civiles de ChiAPAs, A.C.
Calle 21 no.310-d x 50 y 52 Col. roMa C.P. 97128 Mérida,
yuCaTán Tel: (999) 925-8723, 925-9869
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CalZ. de loS ingenieroS no.320 Col. Terán
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MoreliA, MicHoAcán
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Sinaloa C.P. 80200 Tel: (667)-712-71-55 y712-78-06
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PueBla, PueBla TelS: (222) 246-08-35 y 77
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cAncún, QuintAnA roo
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ZonA norte, A.C.
Colegio de ingenieros del estAdo de Morelos
CáMArA MexiCAnA de industriA y de lA
ConstruCCión, delegACión sinAloA
Colegio de ingenieros Civiles de
MiChoACán, A.C.
Colegio de ingenieros Civiles
de hidAlgo, A.C.
Colegio de ingenieros Civiles del estAdo
de PueblA, A.C.
DurAnGo, DurAnGo
QuerétAro, QuerétAro
San Miguel de CruCeS 234 FraCCionaMienTo la ForeSTal
durango, durango C.P. 34217 Tel: (618) 129-02-64
[email protected] / www.CiCed.org.Mx
MárqueZ de villa del villar del águila 4100
Col. CenTro Sur C.P. 76079 queréTaro, queréTaro
Tel: (442) 229-06-25 y 229-07-14
[email protected] /
www.ColegiodeingenieroSCivileSdequereTaro.org
Colegio de ingenieros Civiles del estAdo
de durAngo, A.C.
GuADAlAjArA, jAlisco
Colegio de ingenieros Civiles del estAdo
de JAlisCo, A.C.
av. de loS MaeSTroS no. 1943 FraCCionaMienTo CHaPulTePeC
CounTry C.P. 44620. guadalaJara, JaliSCo. Tel: (33) 382-632-89
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HerMosillo, sonorA
Colegio de ingenieros Civiles de sonorA, A.C.
quinTa Mayory CalZada de loS ángeleS
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Tel: (662) 218-18-29
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Colegio de ingenieros Civiles de QuerétAro, A.C.
sAn luis potosí, sAn luis potosí
Colegio de ingenieros Civiles
de sAn luis Potosí, A.C.
indePendenCia 2826 inT. 302 Col. HiMno naCional
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CáMArA MexiCAnA de lA industriA
de lA ConstruCCión
Colegio de ingenieros Civiles de xAlAPA, A.C.
México, D.F.
universidAd AutónoMA MetroPolitAnA
AZCAPotZAlCo
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Tel: (55) 5318- 9271 exT. 9281
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AsoCiACión MexiCAnA de lA industriA
del ConCreto PreMeZClAdo AMiC
Blvd. adolFo lÓPeZ MaTeoS 1135 Col. San Pedro de
loS PinoS del. álvaro oBregÓn. C.P. 01 180 MéxiCo, d.F.
Tel: (55) 5272-9011
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instituto MexiCAno del CeMento
y del ConCreto, A.C.
av. inSurgenTeS Sur no. 1846 Col. Florida
del. álvaro oBregÓn,
C.P. 01030 MéxiCo, d.F. Tel. (55) 5322-5740
lAborAtorio: ConSTiTuCiÓn no.50 Col. eSCandÓn,
del. Miguel Hidalgo C.P. 1 1800 MéxiCo, d.F.
Tel: (55) 5318-9271
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tecnología
CCR en la construcción
de pavimentos
Continuando con el tema del Concreto Compactado
con Rodillo (CCR) en la construcción de pavimentos,
resulta importante detenerse a estudiar las
características de sus materiales componentes.
I y E Vidaud
L
(Segunda parte)
os agregados para
la elaboración de la
mezcla de CCR, por
lo general, pueden ser
materiales procedentes o no de procesos
de trituración; en ambos casos,
haciendo una unión entre agregados gruesos y finos, constituyen
aproximadamente entre el 75 y el
85 % del volumen de la mezcla.
Su composición granulométrica
varía de 19 mm (3/4") a finos, y
es parecida a la de los concretos
asfálticos. En la Fig. 1 se muestran
las exigencias granulométricas
sugeridas por la PCA (Portland
Cement Association).
Es importante la evaluación del
Tamaño Máximo (Tmax) del agregado para evitar los problemas de segregación y de terminación superficial que puedan presentarse. En este
caso es recomendable que el Tmax
no exceda los 19 mm. El porcentaje
en que intervendrá el agregado
Fig. 1
Exigencias granulométricas de la combinación de agregados según
la PCA.
Fuente: Adaptado de Guide for Roller-Compacted Concrete Pavements.
26
mayo 2012
Construcción y Tecnología en concreto
grueso y fino se define por los ensayos tradicionales de granulometría y
el Tmax elegido. Esta definición es
realizada considerando al cemento
como un agregado más y partiendo
de una composición de entre 12 y
14% de cemento sobre el peso total
de la mezcla.
Es común usar cementos Portland convencionales en la elaboración de CCR, aunque en la
literatura especializada se aconseja
en ocasiones el uso de cementos
puzolánicos debido a la lenta
generación de resistencia y calor,
lo que a su vez induce a la generación de niveles mayores de
trabajabilidad, impermeabilidad y
resistencia final, aunque también
incrementan los niveles de las contracciones plásticas. En general, en
la construcción de pavimentos con
CCR, se recomienda el empleo de
cementos con bajo calor de hidratación, poca retracción y elevadas
resistencia a largo plazo.
Respecto al agua a utilizar en el
proceso de mezclado, ésta debe
ser potable y su porcentaje óptimo
debe estar alrededor del 5 % del
peso seco de los materiales, con lo
que la relación a/c se puede considerar de aproximadamente 0.4.
El CCR es considerado un material
muy sensible a las variaciones en
el contenido de agua; de ahí que
la falta del líquido puede aumentar el riesgo de segregación y el
exceso, podría dificultar el aprovechamiento total de la energía
de compactación.
El empleo de aditivos químicos
en la fabricación de CCR es variable. Son recomendables los retardadores de fraguado. Siempre que
sean utilizados, la incorporación
debe realizarse junto con el agua
en su ingreso a la mezcladora. En
algunos casos también pueden
usar aditivos plastificantes para
reducir el contenido de agua y con
ello aumentar la resistencia. En la
Fig. 2
Equipo de Vebe.
Tabla 1:
Tabla 1 se muestra una síntesis de
las particularidades más importantes asociadas a cada uno de los
componentes de un CCR.
En lo que respecta a la capacidad
de carga, puede afirmarse que el
hecho de que el CCR sea una mezcla
con poca agua y revenimiento mínimo, luego de concluido el proceso
de compactación, ya que tiene capacidad de carga suficiente para soportar el peso del tráfico ligero ocasional. Por otro lado, para el diseño
de la mezcla de CCR y su control de
calidad durante la construcción del
pavimento se utiliza equipamiento
de laboratorio y metodologías de
ensayos estandarizados, entre los
que sobresalen los de la ASTM.
Destacan como equipos de laboratorio los consistómetros, martillos y
moldes para ensayos de compactación de suelos, densímetro nuclear,
entre otros. Entre los métodos más
utilizados para el diseño de mezcla
están: la dosificación por ensayos de
consistencia, basado en el análisis
de la trabajabilidad de la mezcla,
y la dosificación por ensayos de
compactación por impacto, basado
en la determinación del contenido
óptimo de agua, necesario para
la obtención del mayor nivel de
densidad.
Pueden citarse en la secuencia
constructiva de un pavimento
construido con CCR varias etapas:
Preparación de la subrasante,
producción y transportación de la
Particularidades de los componentes de los CCR.
Componente
Particularidades
Agua
Porcentaje mínimo de agua. Como antes se dijo, sólo
se requiere un mínimo de agua para la hidratación
de los cementantes y para que la mezcla pueda ser
compactada; de ahí que no sea aplicable la Ley Abrams
(formulada por Abrams en 1818 y que plantea que la
resistencia del concreto depende fundamentalmente
de la relación que existe entre el agua y el cemento). En
este caso es importante la medición de la consistencia
de la mezcla por medio del aparato de Vebe (Fig. 2) y
del método que recomienda el ACI 211.3R-02: Guide for
selecting proportions for no-slump concrete.
Cemento
Puede usarse cualquier tipo, aunque son preferibles los
de bajo calor de hidratación. La cantidad de cemento a
utilizar dependerá del tipo de CCR respecto a la cantidad
de pasta que se use en su fabricación.
Adiciones minerales
Son ampliamente utilizadas para reducir los niveles
de temperatura adiabática en la mezcla de CCR.
Adicionalmente se reducen costos y se mejora la
durabilidad de la estructura. Es común el uso de cenizas
volantes aunque también pueden utilizarse escorias de
alto horno y puzolanas naturales. Es posible la sustitución
de entre 40 y 50% del contenido total de cemento
Portland de la mezcla por adiciones minerales, aunque
se recomiendo que la cantidad de referencia oscile
entre 15 y 20%
Agregado grueso
Es el componente más abundante de la mezcla. Junto
con el agregado fino, constituye aproximadamente el
80% del total de la mezcla. Generalmente es grava
(triturada o no, o una combinación de ambas), cuyo
tamaño máximo, a fin de evitar procesos indeseados de
segregación, se limita a 19.0 mm.
Agregado fino
Su proporción es de aproximadamente el 25% del
total de todos los agregados (gruesos y finos). Es
recomendable que se desechen las partículas que
pasen el tamiz # 200, aunque en ocasiones también se
considera desechar las que pasen el tamiz 100.
Aditivos
Su uso está relacionado con el escenario en el que se
lleve a cabo la construcción y sobre todo, con el tipo
de CCR utilizado, en lo que respecta a la cantidad de
pasta en la mezcla. Por ejemplo, en concretos con mucha
pasta es común el uso de aditivos inclusores de aire y
reductores de agua. Por su parte, en mezclas pobres en
pasta es recomendable el uso de aditivos retardantes
de fraguado a fin de que se prolongue el tiempo de
fraguado y con ello se reduzca la tendencia al desarrollo
de juntas frías.
mezcla, colocación, compactación,
curado y construcción de juntas.
La subrasante debe ser adecuadamente preparada antes de
la colocación; para ello se requiere de
una uniforme compactación,
debiéndose verificar los niveles
de densidad que se especifican en
www.imcyc.com
mayo 2012
27
tecnología
Fig. 3
el estudio de mecánica de suelos,
que debe de desarrollarse para el
fin. Cabe decir que la producción
de la mezcla de CCR se realiza en
plantas dosificadoras, ubicadas
tan cerca como sea posible de la
obra, para disminuir el tiempo de
transportación y mantener las características de trabajabilidad de la
mezcla. Generalmente, la transportación se realiza con camiones de
volteo y/o camiones mezcladores;
los primeros deberán ser cubiertos para proteger a la mezcla de
agentes medioambientales como la
lluvia, así como para resguardarla de
la evaporación y disminución de la
humedad. El número de camiones
debe ser cuidadosamente calculado para garantizar un flujo continuo
de material en la obra, y la descarga
en planta, debe de ser en tongadas directamente hacia la caja de
volteo, para evitar la segregación.
Tal y como se comentó en la
primera parte de este escrito, para
la colocación del CCR normalmente se utiliza el mismo equipo que
para colocar las mezclas asfálticas
(pavimentadora). Además de la
densificación que le proporciona
la pavimentadora a la mezcla de
CCR colocada, se utilizan inmediatamente después los rodillos
vibratorios para lograr una mejor
densificación y posteriormente,
la compactadora de rodillos neumáticos, para un mejor acabado
superficial. En el verano, durante la
colocación, es necesario disponer
de un equipo para regar agua por
aspersión, a fin de lograr mantener
la humedad óptima, asegurando
que la superficie permanezca húmeda, sin acumulaciones de agua.
Debido al bajo contenido de
agua de la mezcla de CCR, el
curado debe realizarse inmediatamente finalizada la compactación, para de esta manera poder
alcanzar la resistencia requerida.
Es recomendable aplicar agua en
28
mayo 2012
alcanzadas, la carga del pavimento y
la temperatura ambiental. Es común
que el pavimento
se ponga en circulación, cuando los
niveles de resistencia a la compresión,
se encuentren entre
17.5 y 21 MPa.
Para verificar la
adecuada ejecución
de la obra se estaPrueba “Brasileña” o de Tensión por
blece el control de
Compresión Diametral.
calidad en el CCR de
Fuente: ATE-IMCYC.
empleo vial. Su propósito fundamental
es detectar errores y
se clasifica en dos categorías: conforma de rocío sobre la superficie
troles en planta y controles en obra.
por un período de 7 días.
En cuanto a los primeros, entre los
Asimismo, si las especificaciones
más importantes puede referirse al
de proyecto así lo establecen, puecalibrado de la planta, los controles
de construirse una capa de rodadura
específicos para cada material; en
de mezcla asfáltica sobre el CCR,
donde desempeña un rol protagóaplicándose el riego del material
nico el control de la granulometría.
asfáltico como método de curado.
Es importante también considerar
De la misma manera, si se requieren
el porciento de humedad en la
juntas transversales y longitudinales,
mezcla, así como moldear probetas
estas serán construidas utilizando las
y ensayarlas a tensión por compremismas técnicas que para el consión diametral (prueba “brasileña”)
creto convencional: corte y sellado.
a los 7 y 28 días (Fig.3).
La apertura al tráfico en lo
Dentro de los controles en
fundamental depende de factores
obra son importantes: el control
como las propiedades mecánicas
Construcción y Tecnología en concreto
de compactación; control de la
densificación y del porcentaje de
humedad durante la compactación
con rodillo; control de espesores;
control de curado y el control de
regularidad superficial. En el control de compactación deben vigilarse aspectos como la velocidad
de avance, el tiempo de trabajo
y la distancia recorrida, así como
la frecuencia de vibración. Por su
parte, el control de la densificación y el porciento de humedad
durante la compactación, permite
medir densidad húmeda y seca del
material, así como la humedad;
medidas que pueden realizarse a
diferentes profundidades dentro
del espesar de la capa. El control de
espesores, sugiere la literatura que
sea realizado cada 10 m sobre el
material compactado o con precompactación. Evitar que el producto de curado no penetre en el
concreto terminado es el propósito
del control de curado, controlando
que la superficie de CCR no esté ya
saturada. Por último, el control de
la regularidad superficial depende
de la terminación que se le de al
CCR, si se aplica capa de concreto
asfáltico en caliente o bien, si se
considera una capa de rodadura
con otro tratamiento superficial.
En resumen, con respecto al
concreto convencional para pavimentos, es común que el CCR
tenga aproximadamente un 3%
menos de cemento, un 10% menos
de agregado grueso, un 15% más
de agregado fino, 1/10 menos de
relación a/c, y la mitad menos
de agua. Así, con esta breve síntesis puede afirmarse que el CCR
más que un material con presencia de algo más de 50 años en el
mercado, hoy puede considerarse
en el caso de la construcción de
pavimentos, toda una tecnología prometedora que demanda
experiencia acumulada y mayor
conocimiento para su necesario
desarrollo.
Referencias
Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto
A.C., “Pavimentos de Concreto Compactado con
Rodillos”, 2009.
National Concrete Pavement Technology Center/
Institute of Transportation. Iowa State University/
Portland Cement Association. Guide for RollerCompacted Concrete Pavements, 2010.
ARQUITECTURA
30
MAYO 2012
Construcción y Tecnología en concreto
Imelda Morales Ferrero
Fotos: Filippo Poli
Casa
Pocafarina:
aire
conceptual
y abstracto
Localizado en Girona,
España; el municipio
de Les Preses destaca
en el territorio por sus
atractivos paisajísticos;
el llano y la montaña se
alternan de una manera
armoniosa, con cultivos
y bosques que lo
convierten en uno de
los distritos más bellos
de la región.
www.imcyc.com
MAYO 2012
31
ARQUITECTURA
E
n Les Predes se ubica
la Casa Pocafarina,
vivienda unifamiliar
diseñada por el despacho barcelonés Hidalgo - Hartmann. Dicha
construcción, realizada entre 2007
y 2011, fue seleccionada como una
de las 25 finalistas (entre 78 obras
participantes) en la edición número
14 de los Premios de Arquitectura
de las Comarcas de Girona (2011),
en un acto presidido por Carmen
Pinós como presidenta del jurado
y Ramón M. Puig, Carlos Puente y
Jaume Blancafort como vocales.
Esta residencia, creada por la
dupla conformada por el arquitecto Jordi Hidalgo y la interiorista
Daniela Hartmann, se sitúa en un
terreno de 320 m2, localizado en
una esquina sumamente privilegiada pues cuenta con excelentes
vistas sobre el paisaje enmarcado
por la montaña de Santa Magdalena, referente natural indiscutible
del lugar.
La fuerte presencia del orden
y la clara jerarquía de los espacios
dan sentido a la geometría de esta
construcción sin perder en ningún
momento el diálogo con el entorno; así pues, la Casa Pocafarina surge como un volumen uniforme en
forma de cruz compacta, situado
al centro del lote que lo alberga,
y que además gira sobre su propio
eje para lograr las mejores vistas,
no sólo en un gesto de observación del paisaje circundante, sino
también para evitar que éstas se
vean interrumpidas por las edificaciones vecinas.
El monolito de concreto esta
desplantado sobre una base cuadrangular de 64 m2. Este zócalo
se ubica un nivel por debajo del
nivel de banqueta, empotrado en
la plataforma del jardín. Contiene
el porche de acceso a la vivienda
además del garage y áreas complementarias de servicio como la
32
diciembre 2011
lavandería. Desde este porche se
accede a la planta principal por
medio de unas escaleras adosadas
al gran patrio central de la construcción. Cabe subrayar que es
entorno a este patio, a la ponderación de las vistas, a la privacidad
y al uso de los espacios, que se
organizan las actividades al interior
de la vivienda.
La escalinata que da acceso a
la planta principal desemboca en
el ala noreste de la construcción,
donde están ubicadas la cocina
y el comedor, mientras que en el
ala opuesta (suroeste), se ubica la
sala de estar, espacios generosos
y bien iluminados que en conjunto
con el patio central constituyen la
zona pública de esta casa, completamente abierta a las visuales. Ambos salones tienen acceso directo
Construcción y Tecnología en concreto
al jardín, dispuesto un metro por
debajo del nivel de piso terminado
de las áreas comunes, lo cual permite una interacción muy clara con
la naturaleza y el entorno.
En las otras dos alas laterales,
noroeste y sureste, se sitúan respectivamente los dormitorios de
los niños y el dormitorio principal.
Los volúmenes de los baños que
sirven a éstos actúan como frontera entre el gran espacio central
y las zonas más privadas. Sin duda
alguna, el concreto gris cimbrado
con madera, la cubierta de zinc
y la herrería de aluminio anodizado negro dotan al volumen
de la textura y el peso necesario
para materializar la idea general
de una arquitectura sincera, de
geometrías claras y materiales
auténticos.
por los especialistas de Estructures Olot S.L.
La cimentación fue resuelta
mediante un sistema superficial
de losa de cimentación de 60 cm de
altura. Como elementos singulares
aparecen las ménsulas de peralte
variable en los extremos de los
cuatro voladizos y los muros que
soportan estas trabes.
El único entrepiso de la construcción –que divide la base de la
plataforma principal– fue resuelto
con una losa maciza de 25 cm. de
peralte, apoyada en los sólidos
muros de concreto armado aparente, mientras que el forjado de la
cubierta fue logrado con una losa
maciza de 20 cm de peralte con
ligeras pendientes hacia el exterior
del volumen.
Según las acciones previstas
para el cálculo en el comportamiento estructural del edificio, se
evaluaron las acciones gravitatorias las sobrecargas de uso, de nieve, así como las acciones derivadas
del viento, de la temperatura y de
la inestabilidad de los materiales
La presencia del
concreto
Para Hidalgo-Hartmann el concreto se ha convertido en un gran
aliado a la hora de proyectar,
reforzando el aire conceptual y
abstracto de sus obras. La dupla
procura encontrar un lenguaje
que exprese una capacidad e
intensidad de integración y un
diálogo claro con el entorno natural y material, pues esto potencia
la sinceridad de la propuestas
adaptadas a sus respectivos emplazamientos. Así, cada elemento
de la edificación está perfectamente planeado y calculado. En
lo que respecta a los elementos
constructivos que integran el proyecto se detallan la cimentación y
la superestructura llevadas a cabo
www.imcyc.com
MAYO 2012
33
ARQUITECTURA
(acciones reológicas) y del sismo.
Cabe acotar que la acción gravitatoria es producida por el peso
de los elementos constructivos, de
los objetos que puedan actuar
por razón de uso o y de la nieve
en las cubiertas. En ciertos casos
puede ir acompañada de impactos
o vibraciones.
Al igual que el proyecto arquitectónico la ejecución de la obra
tuvo un proceso muy detallado. A
grandes rasgos, cabe mencionar
que no se aceptaron concretos
que presentaran fisuras; ni homogéneos en color o textura o
sucios, tanto de fluorescencias
como de manchas de óxido o grasa; cuidando en todo momento
no sólo el aspecto exterior sino
también la resistencia, tipo y tamaño de sus agregados; la calidad
del acero empleado, así como sus
características mecánicas.
Hidalgo-Hartmann
Arquitectura
El arquitecto Jordi Hidalgo Tané
nació en Olot, Gerona, España,
en 1967. En 1993 se graduó en la
Escuela Técnica Superior de Arquitectura del Vallés de Barcelona.
De 1992 a 1995 colaboró con los
estudios de arquitectura de Lluís
Bravo, Capella. Larrea. Castellví
Associats, Pep Zazurca, Tomàs
Morató y Jaume Arderiu.
Por su parte, la interiorista Daniela Hartmann nació en Münster,
34
MAYO 2012
Construcción y Tecnología en concreto
Alemania en 1964. En 1991 se
graduó en la Fachhochschule Mainz I
de Alemania. De 1992 a 1995 colaboró con Anthologie Quartett, Pur
Pur, en Alemania y en los estudios
de arquitectura Capella. Larrea.
Castellví Associats, Tonet Sunyer
en España. Después de colaborar en
diferentes despachos y coincidir
en alguno de ellos, juntos crearon
en 1996 su propio estudio profesional en Barcelona. Al frente de
Hidalgo Hartmann Arquitectura
han generado una destacada obra
en los ámbitos de la obra pública,
vivienda unifamiliar, interiorismo
y otras intervenciones y reformas
siendo reconocidos con varios
premios y menciones a lo largo de
su trayectoria y su trabajo ha sido
recogido en diversas publicaciones
de diferentes partes del mundo.
Al inicio de su trabajo en conjunto Hidalgo y Hartmann tuvieron
la oportunidad de intervenir en la
arquitectura rural de Girona; en
las masias, las casas de payés
(rurales) de los alrededores de
Olot. Durante el proceso de ese
proyecto aprendieron mucho sobre la construcción tradicional y el
razonamiento que hay detrás de
cada edificio, lo que los condujo
a determinadas formas de construir, tipologías y materiales de
aplicación.
La arquitectura rural (vernácula)
siempre ha sido sobre todo pragmática, adaptada a las condiciones
del lugar y al uso a cumplir. Ese
hecho los impresionó y los estimuló a seguir el ejemplo a la hora
de intervenir con una arquitectura
contemporánea. Fue esa claridad
en los volúmenes y en el uso de
materiales nobles que dejaron huella en su forma de ver y al plasmar
la arquitectura. Lo anterior decidieron tomarlo como un manifiesto de
la sinceridad y la armonía perfecta
entre lo construido por el hombre
y la naturaleza, de aire intemporal.
Así, la Casa Bianna, la Pocafarina
y el Camino con Piscina, obras de
esta firma realizadas con concreto,
procuran encontrar el lenguaje que
exprese una capacidad e intensidad de integración y diálogo con el
entorno a partir de una geometría
clara y el uso del material.
Por su parte, en las obras
públicas como la guardería La
Pineda de Viladecans o el CRAM
en el Prat de Llobregat, el uso del
concreto ha potenciado la sinceri-
dad de las propuestas adaptadas
a sus respectivos emplazamientos,
empotrando el edificio bajo el
parque en el caso de la guardería,
o creando un ligero plano horizontal que flota encima del antiguo
campo de golf apoyándose en
esbeltas columnas. “El hormigón
se ha convertido en un gran aliado
de nuestra manera de proyectar
reforzando el aire conceptual y
abstracto de nuestras obras”,
expresan los profesionales.
www.imcyc.com
MAYO 2012
35
VIVIENDA
Dando mucho más
que... sólo vivienda
Gregorio B. Mendoza
S
in duda alguna, la
creación de viviendas sigue siendo
uno de los motores
más potentes de
la industria de la
construcción; sin embargo está
claro que las reglas y los retos que
enfrentan los desarrolladores del
tema se han diversificado. Tanto
los clientes directos, como los
organismos oficiales reguladores
han establecido nuevos parámetros de calidad y respuesta hacia el
contexto inmediato y los usuarios.
En este sentido, no sorprende
que aquellas empresas que han
adoptado estas regulaciones
como estrategia de diseño y no
como limitantes, han empezado a
ser reconocidas por sus esfuerzos
38
mayo 2012
Fotos: Cortesía ViveICA (Éric Carlos Morales)
Ciudad Natura Apodaca es mucho más que un
concepto innovador realizado por ViveICA, una de
las desarrolladoras de mayor proyección actual en
el sector.
realizados para dar cabal cumplimento a nuevas metas. Se podría
decir muy fácil pero no lo es.
El ejemplo del argumento anterior se localiza en el estado de
Nuevo León. Se trata de Ciudad Natura Apodaca, un desarrollo urbano
integral y sustentable concebido en
una superficie total de 186 hectáreas
que consiste en un fraccionamiento
habitacional unifamiliar de alta densidad (interés social), complementado con predios para usos mixtos (vi-
Construcción y Tecnología en concreto
vienda y pequeño comercio), áreas
comerciales, de servicios (centros
urbanos), áreas verdes y vialidades
todo ello repartido en diez etapas
con un total de 9,100 lotes, para un
período estimado de construcción
de siete años.
Este ambicioso proyecto contará a su término con 8,500 viviendas
de tipo unifamiliares con una superficie promedio de 100.31 m2 para
el lote y un equivalente de 46 m2
para la construcción resultando su-
perficies de 84 ha para los predios
y de 39 ha de construcción; 570
viviendas del tipo mixto (vivienda y
pequeño comercio) con una superficie promedio de 106.78 m2 para
el lote y 75 m2 para la construcción
obteniendo superficies de 6 ha para
los predios y de 4 ha de construcción; 30 lotes tipo comercial con una
superficie promedio de 362.87 m2 para
el lote y 181 m2 para la construcción
resultando superficies de 1 ha para
los predios y de .5 ha de construcción. Además, para usos complementarios se tienen destinados
en el diseño urbano los siguientes
usos de suelo: áreas verdes para
equipamiento que incluyen un
centro urbano y diez centros de
barrio con una superficie total de
34 ha; vialidad municipal (primaria)
con una superficie total de 21 ha y
vialidad local (secundaria) con una
superficie total de 27 ha. Evidencia
de la efectividad del diseño este
desarrollo tiene en este estudio de
áreas, gran parte de su éxito futuro
a nivel comercial pero sobre todo a
nivel estratégico en términos de
sustentabilidad y calidad de vida.
Datos de interés
Nombre del proyecto: Ciudad Natura Apodaca.
Ubicación: Nuevo León, México.
Desarrolladora: ViveICA.
Colaboradores: Ing. Carlos García Álvarez (director regional),
Arq. Jorge Téllez Santillán (Coordinador de construcción), Ing.
Ricardo Soto Brito (gerente de proyectos), Arq. Carlos Garcíavelez y
Cortázar (diseño).
Premios obtenidos: PREMIO OBRAS CEMEX Categoría Vivienda de
Interés, Primer lugar; Tercer lugar en la Categoría de Urbanismo
Tiempo y ejecución de obra: 7 años.
Concreto
Resistencia del concreto: 15, 20, 25 Mpa (Es decir: F’c: 150, 200 y
250 kg/cm2).
Volumen empleado: 220,000 m3.
Fotografía: Eric Carlos Morales.
Proveedor: CEMEX
Desarrollo conceptual
El fraccionamiento se concibió a
partir de un concepto urbano de
www.imcyc.com
mayo 2012
39
VIVIENDA
carácter orgánico, el cual parte
de la analogía formal de un girasol, por lo tanto el diseño cuenta
con un centro de barrio donde se
concentra el equipamiento urbano de la colonia (escuela, centro
comunitario, canchas deportivas,
etc.), quedando alrededor de él los
accesos a cada una de las privadas.
Para lograr que la accesibilidad
fuera eficaz se consideró crear
amplias vialidades de concreto
asfáltico, que embellecen el desarrollo desde la entrada tomando en
cuenta que la vía principal posee
una sección de 19 m de ancho y las
secundarias de 12 m, éstas últimas
se complementan con banquetas
y guarniciones de concreto hidráulico, proporcionado por CEMEX,
que provocan una circulación
peatonal segura y cómoda.
“La base de la imagen interna
del proyecto se realza gracias a
una disposición armoniosa de
áreas verdes entre condominios
cerrados que favorecen la convivencia familiar, recreativa y social
entre vecinos, todas las áreas verdes están diseñadas proponiendo
el uso de árboles y plantas de
especies que se adaptan a la región garantizando que perdurarán
y serán parte del paisaje urbano
siempre. En general este diseño
permite cumplir con los lineamientos contenidos en el Artículo
73 de la Ley Federal de Vivienda,
que establece una normatividad
que garantiza las condiciones óptimas en materia de infraestructura,
equipamiento y vinculación con el
entorno para los habitantes de un
fraccionamiento”, indicó a CyT el
ingeniero Carlos García Álvarez,
de ViveICA.
Construcciones
paralelas
Debido a la escala del proyecto los
desarrolladores determinaron la
40
mayo 2012
necesidad de construir una planta
de tratamiento de aguas negras
con capacidad de 100 l/segundo,
ésta se ubica afuera del fraccionamiento acorde con la factibilidad de agua y drenaje, la cual
garantizará el adecuado servicio
que requieren los 9,100 lotes
del proyecto. Para lograr que
esto fuera posible, se requirió la
construcción de 4,400 m de línea
de conducción de agua potable
en asbesto cemento de 24” a lo
largo de la carretera Agua fría–
Zuazua. Aunado a esto, para el
suministro de energía eléctrica, se
tiene contemplada la construcción
de una línea troncal en 33.5 kva
para alimentar el primer sector.
Asimismo, se debe construir una
subestación para operar los sectores restantes en un voltaje de 16.3
kva y se requiere la construcción
de un cajón pluvial de concreto
armado y sección variable de 3.5
a 8 metros de ancho y de 1.3 a 1.8
metros de alto, el cual permitirá
Construcción y Tecnología en concreto
conducir los escurrimientos tanto
de los predios vecinos, como de
los propios. Se tiene contemplada
la implementación de celdas solares
en las edificaciones de los centros
de barrio y el centro urbano, lo cual
generará energía eléctrica que se
empleará para el funcionamiento
de la red de alumbrado público de
todo el desarrollo.
Ciudad Natura Apodaca como
desarrollo urbano integral sustentable, cumple como ya se dijo,
con el acuerdo que establece los
lineamientos del artículo 73 de la
Ley Federal de Vivienda, donde
las principales estrategias a implementar son: priorizar la movilidad
no motorizada; favorecer al peatón con espacios más seguros
y cómodos que favorezcan la
interacción social y el acceso universal; establecer las condiciones
que faciliten la inclusión de todos
los grupos de la población y una
mayor participación de la comunidad e impulsar la presencia de
usos y actividades complementarias a la función habitacional
para evitar la fragmentación
social, la inseguridad y los
desplazamientos.
Concreto colectivo
La construcción de las viviendas en su mayoría fue de
concreto. Se requirió para ello un molde de aluminio
como cimbra para realizar un colado monolítico de
muros y losa en resistencias de 200, 150 y 200 kg/cm2
(cimentación, muros y losa de azotea respectivamente),
suministrado por CEMEX Concretos. “El proceso inició con la colocación de instalaciones hidrosanitarias,
eléctricas y de gas, para concluir en la instalación de
aislante térmico con placa de poliestireno de 1”
de espesor densidad 16kg/m3, impermeabilización
con elastomérico reforzado con malla, aplicación de
pasta texturizada y pintura base agua como acabado
hasta 2.6 m de altura”, detalló García Álvarez.
Tomando en cuenta el fundamento de
este sistema constructivo, puede decirse que
el concreto es la base para el desarrollo del
fraccionamiento, ya que del total de viviendas
proyectadas 7,000 de ellas serán construidas
en concreto. Y no sólo eso, este material será
empleado en los 80,000 m de guarniciones,
110,000 m2 de banquetas de 8 cm de espesor,
1100 m de cajón de concreto armado para conducción de escurrimientos pluviales, 1 cárcamo
de bombeo de 135,000 litros de capacidad. En
su conjunto dichas estructuras requerirán de
220,000 m3 de concreto.
Beneficios para todos
A decir de sus creadores, Ciudad Natura Apodaca es un proyecto que mejora directamente
la calidad de vida de la comunidad, al concentrar áreas de esparcimiento, de educación, de
salud y empleo dentro del fraccionamiento e
incorporar eco tecnologías a la vivienda tales
como el aislante térmico en losa de azotea, calentador de paso de alta eficiencia, llaves mezcladoras con dispositivos ahorradores de agua,
instalación de celdas solares para disminuir el
consumo de energía eléctrica del sistema de
alumbrado público o apoyar directamente a la
economía familiar.
El fraccionamiento, al ser un desarrollo
urbano integral y sustentable, es promotor
de nuevos parámetros, por
ello fomenta la apertura de
nuevas unidades de negocio
en materia de sustentabilidad.
Para el equipo a cargo de la
obra debe decirse que esto no fue un proyecto más
a resolver, significó “romper con los paradigmas de
la vivienda de interés social al trabajar con un diseño
orgánico que fuera funcional y que estuviera dentro de
los parámetros de costo que maneja el Infonavit”. Al
ser un diseño urbano no lineal tuvieron que optimizar
los procesos constructivos, implementando nuevas
tecnologías para los trazos de plataformas y vialidades
con GPS de alta precisión.
Una promesa consolidada que hace justicia a los
premios obtenidos, así se puede describir este proyecto
que hoy es una realidad y que además representa una
fuente de empleo constante para muchos habitantes
de la zona. Concreto, diseño y urbanismo llevados al
campo de la tecnología y la calidad de vida.
S U S T E N TA B I L I D A D
Foto: www.dicyt.com.
Producción de componentes
prefabricados a partir de
residuos de construcción
(Primera parte)
La presente investigación aborda el tema de la utilización de agregados obtenidos
del reciclado de Residuos de Construcción y Demolición (RCD) provenientes de
bloques de concreto y arcilla y elementos de concreto, como un aporte a la
solución de problemas ocasionados por la generación de RCD.
L
os residuos de bloques de concreto
y arcilla y de estructuras de concreto
predominan en el ámbito de la practica
constructiva venezolana. Tanto en la
construcción formal como informal y
representan un porcentaje importante
del total de residuos y escombros generados en los
procesos de construcción y demolición de Venezuela.
Se propone la utilización de estos agregados en la
preparación de concreto para la confección de componentes prefabricados para la construcción.
42
mayo 2012
Construcción y Tecnología en concreto
La utilización de agregados provenientes del reciclado de RCD constituye una práctica que en los
últimos años ha cobrado mucha relevancia. Sobre
todo porque en sí misma constituye una estrategia
bastante efectiva para abordar el tema de la gestión
de RCD y para dar respuesta al problema del impacto
ambiental que tales residuos generan. La industria de
la construcción es la mayor consumidora de recursos
naturales a nivel mundial; por ejemplo, el consumo de
áridos utilizados en la preparación de concreto para
diversos fines.
Foto: http://4.bp.blogspot.com.
Las actividades de construcción y demolición generan enormes volúmenes de
residuos y escombros que
terminan arrastrados hacia quebradas o cauces de
ríos causando problemas medioambientales. En consecuencia, el alto consumo de materias primas, los
intereses económicos y las problemáticas resultantes
de los severos impactos generados por la acumulación
de esos desechos, obligan a la búsqueda de usos alternativos en este campo.
A partir de 1945, se inició el desarrollo de experimentos para el reciclado de RCD. Para ese entonces,
se orientó su utilización como rellenos en la elaboración de carreteras y pavimentos. Posteriormente
se adelantaron importantes investigaciones que han
permitido determinar con mayor rigor las características físico–mecánicas de este tipo de agregado, en
especial cuando se utiliza en la preparación de morteros y concretos. Estudios recientes demuestran la
factibilidad de incorporar agregados reciclados
de RCD en la confección de nuevos componentes constructivos.
Se han desarrollado ensayos para determinar “densidad, resistencia a compresión,
módulo de elasticidad, tracción por compresión
diametral, contracción por secado, absorción
de agua, profundidad de penetración de carbonatación, y capacidad y velocidad de succión
capilar” (Suárez, M; Defagot, M y otros. 2006)
para evaluar las características de resistencia y
durabilidad del concreto. Durante los últimos
años, se han desarrolladp trabajos de investigación aplicada en la Escuela Técnica Superior
de Ingenieros de Minas de Madrid, a través del
Laboratorio Oficial para Ensayo de Materiales
de Construcción (LOEMCO), en los cuales se
han desarrollado experiencias en las que se han
empleado RCD en la fabricación de concreto y
mortero. En relación con la fabricación de concreto, estos estudios culminaron con la puesta
en marcha de la primera experiencia española
a escala industrial de fabricación de concreto
en una planta convencional de fabricación de
concreto preparado. Una de las conclusiones
es que el concreto preparado con agregados
reciclados puede obtenerse con los mismos
métodos de dosificación que son empleados
habitualmente en la obtención de concreto
convencional. No obstante, en la mayoría de las
experiencias conocidas, elevados porcentajes
de utilización de agregados reciclados, pro-
vocan una disminución de la
calidad del concreto resultante, por lo que se recomienda
emplear una combinación de
agregado reciclado con natural.
Resulta importante conocer los avances a nivel normativo que se han desarrollado en Europa, como por
ejemplo las regulaciones establecidas en el Borrador 0 de la
Norma Española EHE 2007, en la cual se establece que
un concreto reciclado es el que posee un porcentaje de
agregado grueso reciclado no superior al 20%. Las recomendaciones establecidas en estas normas plantean
que para porcentajes de sustitución mayores al 20%, la
resistencia a la tracción se ve poco afectada, aunque se
recomienda la realización de ensayos en cada caso. La
utilización de estos concretos con fines estructurales es
aceptable, siempre y cuando se tengan en cuenta los
parámetros e incrementos en los coeficientes de fluencia de forma adecuada. Resultados de investigaciones
expresan que los concretos de hasta 50 N/mm2 con un
Foto: www.talleresalquezar.es.
S U S T E N TA B I L I D A D
20% de agregado grueso reciclado procedente de concreto
pueden presentar una calidad
admisible para su utilización
como concreto estructural.
Objetivos
• Desarrollar la producción de componentes prefabricados para la construcción a partir de concreto con
agregados reciclados de concreto.
• Aplicar métodos de caracterización de RCD provenientes de bloques de arcilla y concreto y estructuras
de concreto para su utilización como agregados en la
preparación de concretos.
• Desarrollar ensayos a fin de determinar las características físico–mecánicas de concretos preparados
con agregados reciclados de RCD provenientes de
bloques de arcilla y concreto y estructuras de concreto.
• Aplicar métodos de evaluación para determinar
los diseños de mezclas de cemento con agregados
reciclados adecuados a las exigencias de desempeño
de componentes constructivo prefabricados.
• Evaluar los tipos de componentes constructivos
prefabricados a producir con concreto elaborado con
agregados reciclados de RCD.
• Desarrollar detalles constructivos derivados de la
aplicación de componentes prefabricados en el diseño
de viviendas de crecimiento progresivo.
Características y tipos
de agregados
Basados en datos suministrados por el Ministerio de
Ambiente de España, se aprecia que el mayor volumen
de escombros provenientes de demoliciones está constituido por materiales cerámicos y concreto; es decir,
el 66% del volumen total; un aspecto significativo en
cuanto a la inmensa cantidad de material disponible.
Por su parte, en Holanda y Dinamarca se han hechos estudios teóricos y prácticos sobre materiales reciclados.
En dichos países se calcula que entre un 80 y un 85%
de los residuos de la construcción vienen del concreto
y de la albañilería, el concreto abarca entre un 30 y un
40%. Los materiales obtenidos a partir del reciclado
de RCD pueden ser utilizados según las características
que presenten una vez procesados.
A decir del Catalogo de Residuos de Construcción
de la Comunidad de Madrid (CRCM), las características de
los agregados reciclados dependen de las características de los materiales de los que proceden; de las
características de los equipos de machaqueo utilizados
44
mayo 2012
Construcción y Tecnología en concreto
en su producción; de la naturaleza de los cribados que
se hayan utilizado o de los procedimientos utilizados
para eliminar impurezas, entre otras cosas. Resultados
presentados en investigaciones muestran que es posible obtener distribuciones granulométricas similares a
las conseguidas con áridos naturales.
Durante 1981-1988 se realizaron estudios referidos
a la calidad y cumplimiento de las especificaciones
técnicas de las materias recicladas sobre la demolición
y reutilización del concreto y elementos de mampostería. Los resultados muestran que los fragmentos
de concreto triturados son reutilizables y capaces de
cumplir las especificaciones para los materiales agregados utilizados en el concreto en nuevas estructuras.
Otro ejemplo significativo es el Ministerio del Medio
Ambiente en Dinamarca, que desarrolló un plan de
acción en la década de los noventa para conseguir que
se reciclara el 50% del total de residuos producidos.
Hahn, N. (presidente del Grupo de Trabajo de Reciclaje
de ISWA), calificó como de excelentes los avances
obtenidos en ese país. Asimismo, investigadores como
Juan de Sánchez, en España, han hecho investigaciones
sobre el panorama actual en la utilización de residuos
en construcción, así como sobre las propiedades del
árido reciclado.
Aspectos influyentes
Los procesos de demolición selectivos permiten un
manejo adecuado de los escombros y consecuentemente un proceso de caracterización y valorización
que garantiza óptimos resultados. El tamaño de los
escombros es heterogéneo, aspecto que va a depender del tipo de demolición aplicada. La granulometría
obtenida va a depender del tipo de trituradora utilizada. La distribución granulométrica obtenida a partir
de la trituración de escombros, tanto para agregados
gruesos como agregados finos, cumple con las normas vigentes a nivel nacional e internacional para los
agregados utilizables en la preparación de concretos
y morteros. Las propiedades químicas son importantes
y requieren de estudios que nos permitan apreciar sus
efectos sobre los materiales reciclados. “En general la
calidad del agregado reciclado depende estrictamente
de su tamaño, resultando el fino el de mayor desventaja
(menor densidad, mayor absorción,
mayor contenido de mortero, mayor
contenido de impurezas, mayor
c o n t e n i d o de partículas ligeras,
mayor contenido de cloruros y sulfatos)”. (Catálogo de Residuos de
Construcción del Plan Integral
de Gestión RCD de la Comunidad de
Madrid (2008-2015).
Los estudios en evolución lograron obras importantes, bases
de pavimentos para carreteras,
utilizando agregados reciclados
de RCD. La Asociación Federal de
Carreteras (USA), para la elaboración de los pavimentos de concreto durante la ampliación de siete mil carreteras en Wyoming (1985),
el agregado fue una mezcla de materiales naturales
y reciclados, constituyendo un ahorro de 16%. En
el año 2002, el Ministerio del Ambiente de España
publico el Catalogo de Residuos Utilizables en la
Construcción con la finalidad de dar a conocer los
residuos o materiales reciclados que pudieran tener
aplicación en la construcción.
Por su parte, para 2006, los investigadores Alaejos, Sánchez y Barra, abordaron un proyecto para la
elaboración de concreto estructural con agregados
reciclados, llegando a las siguientes conclusiones:
• El agregado reciclado se puede utilizar como
componente del concreto estructural si proviene de
la demolición de estructuras de hormigón de origen
conocido y exento de patologías.
• Si se sustituye sólo la fracción gruesa, preferentemente en un porcentaje máximo del 20 % del total.
• Si presenta una absorción de agua máxima del 7%.
Es conveniente una adecuada caracterización del
mismo, para así ajustar las dosificaciones a los usos
previstos. Estefano M. desarrolló investigaciones
orientadas a la elaboración de concretos estructurales
con agregados reciclados; observando que a mayor
porcentaje de agregado reciclado menor resistencia a
la compresión simple. Sin embargo, las diferencias en
la tensión de adherencia acero–concreto son pequeñas
comparadas con concretos elaborados con agregados
naturales.
Este mismo investigador desarrolló concretos
estructurales con agregados reciclados reforzados
con polímeros en solución acuosa e inyección de aire.
Los componentes elaborados presentaron buena impermeabilidad, la disminución de la masa específica
y reducción de la relación agua-cemento; además
de adecuada resistencia a la compresión axial en
46
mayo 2012
Construcción y Tecnología en concreto
Foto: http://2.bp.blogspot.com.
S U S T E N TA B I L I D A D
elementos de baja exigencia y baja elasticidad del
concreto. Por su parte, Tavares, Ferreira y Santos,
elaboraron elementos de concreto no estructurales
con agregados reciclados de RCD. A diferencia
de la mayoría de los autores consultados, estos
investigadores plantean que el concreto preparado
con 50% de agregados reciclados presenta mayor
resistencia, adherencia y trabajabilidad que el mortero convencional, pero una relación agua–cemento
mucho mayor.
Por otra parte, Domínguez, J y Martínez, E. desarrollaron proyectos de viviendas con aprovechamiento de RCD. Asimismo, Mendoza, I. ha trabajado
en la elaboración de componentes prefabricados de
concreto elaborados con agregados reciclados de
RCD. El investigador concluye que en porcentajes
bajos de sustitución (hasta el 25 %), la calidad del
árido reciclado apenas influye en las propiedades del
concreto fresco como en el endurecido con respecto
a las propiedades del hormigón convencional. En
concretos reciclados con porcentajes altos de sustitución de árido reciclado se produce una reducción
importante en las propiedades mecánicas y cuanto
mayor es el porcentaje de sustitución. Concretos
fabricados con porcentajes altos de áridos reciclados
de alta capacidad de absorción experimentan una
pérdida considerable de fluidez, por lo que requieren de aditivos súper plastificantes para mantener
la laborabilidad.
Nota:
La síntesis de este documento presentado en dos partes, fue realizada por
CyT. Los participantes en la creación del documento “Producción de Componentes Prefabricados para la Construcción a partir de Concreto Elaborado con
Agregados Reciclados de 2011 RCD”, son: Alfredo Cilento/ Beatriz Hernández/
Antonio Conti/ Mary Ruth Jiménez/ Ernesto Lorenzo. Arq. Jaime Villarroe. Se
puede consultar íntegro en: http://www.slideshare.net/Habi_Arq2006/produccin-de-componentes-prefabricados-a-partir-de-residuos-de-construccion.
ServicioS
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Servicios de laboratorio
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Membresías
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especial
Bacterias
extremófilas
que reparan
paredes de
concreto
Como sabemos, las bacterias son
los organismos unicelulares más
abundantes del planeta. Lo mismo
provocan una enfermedad mortal,
que ayudan a resolver problemáticas
de diferentes tipos, en este caso,
dentro del mundo del concreto
y sus patologías.
48
mayo 2012
Construcción y Tecnología en concreto
Foto: www.neoteo.com.
C
uando el arquitecto y decano de la
Universidad de Virginia, William McDonough, y otros pioneros del movimiento de arquitectura sustentable vislumbraron por primera por primera vez el
concepto de vida, de respiración de los
edificios, con toda seguridad nunca imaginaron que
estaban hablando de estructuras plenas de vida real.
En este sentido, Hen Jonkers miembro de la Delft
University of Technology, en la ciudad de ese nombre
en Holanda, junto con sus colegas, han desarrollado
unas bacterias auto-fijadoras de concreto lo cual puede
generar un importante impulso dentro de la arquitectura sustentable que ni el propio William McDonough
hubiera esperado.
No obstante que lo anterior pudiera
Una bacteria
sonar a ciencia ficción, los científicos
extremófila.
involucrados en este interesante estudio
han estado trabajando arduamente y
desde hace años en lograr que las bacterias beneficien
a la construcción. En este sentido, la utilización de los
organismos unicelulares productores de minerales ya
ha sido explorada en una variedad de aplicaciones
como por ejemplo: el endurecimiento de la arena y
la reparación de grietas en el concreto. Sin embargo,
existen dos problemas inherentes a este enfoque. En
primer lugar, está la reacción que sufren estas bacterias
al sintetizar el carbonato de calcio, lo que conlleva la
producción de amonio –catión poli atómico cargado
positivamente– que es tóxico, incluso en concentraciones moderadas. El otro problema que se ha presentado, resulta, por decirlo de una manera coloquial, más
prosaica. Las bacterias tienen que aplicarse de forma
manual, por lo que un trabajador o un equipo de
trabajadores tienen que ausentarse algunas semanas
para arreglar las grietas pequeñas de cada bloque de
concreto, por lo que el proceso de reparación se vuelve
complicado y poco rentable.
La solución planteada por el experto Hen Jonkers
fue localizar una cepa bacteriana distinta que pudiera
¿Quién es William McDonough?
vivir en el concreto durante períodos prolongados
de tiempo. Al mezclarse las bacterias con el concreto
desde un principio, éstas podrían reparar las pequeñas
grietas que fueran surgiendo antes de que se amplíen
y el concreto quede expuesto al agua, haciéndolo
vulnerable al desgaste y a un deterioro mayor. Cabe
acotar que las estructuras de concreto son reforzadas
normalmente con barras de hierro; sin embargo, si
el agua se filtra entre las grietas, pueden corroerse
fácilmente.
Dicha cepa tendría que soportar un ambiente de
concreto con un pH alto, al tiempo que podría producir
grandes cantidades de carbonato de calcio, sin producir por ello grandes cantidades de amonio. Para vencer
los retos de su estudio, los citados investigadores
encontraron a los candidatos idóneos: un puñado de
resistentes bacterias formadoras de esporas, pertenecientes al género Bacillus y que se dan la gran vida en
los lagos de sosa alcalina de Rusia, así como en Egipto.
En su estudio, Hen Jonkers y sus colegas colocaron las esporas y su fuente de alimento (el lactato de
Este importante personaje vinculado a la sustentabilidad,
es arquitecto y fundador de William McDonough+Partners,
Architecture and Community Design. De 1994 a 1999 fue decano
de la escuela de Arquitectura de la Universidad de Virginia,
en los Estados Unidos de Norteamérica. En 1999, la afamada
revista Time, le dio el título de "Héroe del Planeta", dado
que "su utopismo está basado en una filosofía unificada que
está cambiando el diseño del mundo de manera demostrable
y práctica". Pocos años después, en 1996, recibió el Premio
Presidencial de Desarrollo Sustentable, considerado el máximo
galardón en los Estados Unidos en materia medioambiental.
Durante la presidencia de George Bush recibió el Green Award
por parte de la Universidad de Columbia. Cabe decir que William
McDonough pertenece al Consejo Asesor de la Fundación
Medioambiental Príncipe Carlos de Inglaterra.
calcio), en pequeñas bolitas de cerámica, para evitar
que se active antes de tiempo debido a la mezcla de
concreto húmedo y atentar contra la integridad del
Conferencia Tilt-Up Concrete Association 2012:
AméricaLatina
PROGRAMA | La conferencia estará orientada a presentar nuevas ideas
dirigidas a expandir el Mercado del Tilt-Up, reforzando los principios y
las prácticas básicas, introduciendo nuevas tecnologías y resaltando el
extraordinario trabajo que se está siendo realizado en la región. Para ver el
programa completo de la conferencia visita: www.tilt-up.org/latinamerica
UNA CONFERENCIA PARA CONTRATISTAS, ARQUITECTOS
E INGENIEROS INTERESADOS EN CONSTRUCCIONES DE
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Junio 06-08, 2012
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con la modalidad “Todo Incluido”. Está localizado a 20-30 minutos del aeropuerto de Punta Cana (PUJ) el cual ofrece servicios a más de 40 líneas aéreas
incluyendo Air Canada, Airtran Airways, American Airlines, British Airways,
Delta Air Lines, JetBlue Airways, Spirit, US Airways, desde USA y el Caribe;
Copa Air Lines, Lan Airlines, desde Centro y Sur América; entre muchas otras
que viajan a través del Caribe, América Central y Sur América.
REGISTRO | www.tilt-up.org/latinamerica
®
material. Las esporas permanecieron latentes hasta
que la formación de una grieta permitió que el agua
entrara de manera furtiva, despertando a la bacteria y
su consecuente apetito. Cuando empezaron a comer,
se comenzaron a tragar el lactato de calcio y el agua;
asimismo, comenzaron a bombear calcita (una forma
muy estable de carbonato de calcio), lo que rápidamente fue llenando los agujeros.
Ahora que han probado con éxito el trabajo de las
bacterias, Hen Jonkers y sus colaboradores han estado
comparando la fuerza de su concreto natural con algo
real. Es posible imaginar que se pueda modificar genéticamente la bacteria, para que construya una forma
más fuerte de calcita (o un material aún más resistente),
que coincida más con las expectativas.
Sin embargo, para todos aquellos que prefieran
mantener las bacterias fuera de sus paredes (algo que
no resulta altamente preocupante pues estas cepas en
particular no podrían sobrevivir fuera), existen otras
alternativas. Michelle Pelletier, notable ingeniero de
la Universidad de Rhode Island, ha creado un agente
Foto: http://www.indiana.edu.
El campus de la Delft University of Technology, sede de
estos interesantes estudios.
50
mayo 2012
Construcción y Tecnología en concreto
Foto: http://1.bp.blogspot.com.
especial
El arquitecto William McDonough.
curativo de silicato de sodio microencapsulado que
como las bacterias, entra
en acción cuando una grieta empieza a aparecer. El
silicato de sodio reacciona
con el hidróxido de calcio
embebido en el concreto,
formando un gel maleable
que cubre los agujeros
además de que se endurece a una semana de la
activación. Según Michelle
Pelletier, el material también puede ayudar a prevenir
la corrosión de las barras de acero envolviéndolas en
una delgada película de protección.
A pesar de que sus enfoques para resolver el
problema son diferentes, tanto Hen Jonkers, como
Michelle Pelletier han difundido en varios medios las
ventajas de sus inventos: la producción de cemento ya
cuenta con aproximadamente un 7 por ciento de la pro-
Hen Jonkers haciendo estudios
con el concreto.
ducción de emisiones de dióxido
de carbono en todo el mundo,
por lo que cualquier tecnología o
procedimiento que pueda hacer
que esas estructuras de concreto resulten más duraderas, se
convierte en un avance positivo.
Sin duda alguna, aún hay mucho
camino por investigar y estudios por hacer dentro del
mundo del concreto y de sus patologías.
Nota:
Este artículo fue tomado de:
http://bitnavegante.blogspot.com/2010/09/bacterias-extremofilas-quereparan.html
QUIÉN Y D Ó N D E
Cuando nuestro entrevistado estudiaba ingeniería
civil en la UNAM, ocurrió el terremoto de 1985.
Este evento sísmico marcó su destino profesional
y desde entonces se involucró en la ingeniería
sísmica.
E
n la actualidad, el doctor Rodolfo Valles Mattox dirige Ditec,
firma especializada en cálculo estructural responsable, junto
con Arup, del diseño y cálculo de la estructura de Torre Reforma, el edificio en proceso de construcción más alto del país.
Conozcamos un poco del perfil de este importante ingeniero.
De sus grandes maestros, el doctor Rodolfo Valles aprendió
a cuestionarse, incursionar e ir más allá de lo que dicen manuales y reglamentos en materia de cálculo estructural. “El interés por el análisis de las
estructuras me lo despertó el ingeniero Julio Damy Ríos y después en la
ingeniería sísmica, el M. en C. Enrique del Valle Calderón. Aprendí viendo
lo que ocurrió en el terremoto de 1985. Yo estaba a la mitad de la carrera
y ya tenía cierta base para entender y visualizar porqué se habían caído las
estructuras”. Este interés lo llevó a hacer la investigación de su tesis de maestría en la UNAM acerca del comportamiento símico de los amortiguadores
ADAS y su comparación con un sistema contraventeado y el doctorado en
ingeniería sísmica en la Universidad Estatal de Búfalo de Nueva York.
Compromiso con la
Antes de finalizar la licenciatura comenzó a trabajar con el M. en I. Enrique Martínez Romero , quien fue su asesor de tesis. “Trabajé seis años
con él a la par que inicié la maestría en la que mi asesor fue el dr. Roberto
Meli Piralla”. Posteriormente, estuvo cuatro años en Búfalo donde siguió
investigando sobre temas de disipación de energía y modelos estructurales no lineales. En 1996 regresó a México y entró a trabajar a ICA en el
área de gerencia de diseño. Después de cuatro años, la empresa atravesó
un periodo complicado; fueron congeladas las promociones para tener
nuevos asociados. Corría el año de 1999 cuando decide fundar Ditec.
Desde entonces han pasado más de 10 años en los que la empresa se ha
enfocado al cálculo de edificaciones de todas las escalas tanto en la ciudad
de México, como en el resto del país.
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mayo 2012
Construcción y Tecnología en concreto
Isaura González Gottdiener
Fotos: a&s photo/graphics
seguridad estructural
www.imcyc.com
www.imcyc.com
mayo 2012
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QUIÉN Y D Ó N D E
Una empresa joven
con retos constantes
El primer gran reto de Ditec fue
calcular un edificio de departamentos de 34 pisos en la zona de
Santa Fe. Hoy, el equipo dirigido
por Valles ha superado ese desafío
por mucho al ser el calculista local
de Torre Reforma, una esbelta estructura de concreto armado que
tendrá 244 m de altura. “En Torre
Reforma hemos tenido retos constantes. El primero fue el movimiento de la casa catalogada, donde se
juntaron todas las complicaciones
(Ver CyT de junio de 2010). No
había planos, es un edificio que
no tiene varillas en la estructura y
había que moverlo. Además es el
primer proyecto que hacemos con
Arup lo que ha implicado conciliar
criterios y superar las límites del
idioma, entre otras cosas”.
Del trabajo conjunto con los
ingenieros de Arup, Rodolfo Valles
dice que ha sido una experiencia
enriquecedora para ambas partes.
“Los dos tenemos las herramientas
y el conocimiento, lo que es distinto
es la forma de resolver las cosas;
esto nos ha enriquecido ambos.
Arup es una empresa global que
transmite conocimiento y experiencia. Sin embargo, las grandes firmas
tienen la mentalidad de que todo
se debe estandarizar y eso no es
necesariamente lo mejor en México.
Entonces, a nosotros nos toca ‘tropicalizar’ las soluciones. Torre Reforma
nos ha dado la oportunidad de
conocer cómo trabaja una empresa
de renombre internacional, así como
dar a conocer lo que hacemos aquí.
Este tipo de experiencias ayuda a
reforzar que en México sí sabemos
hacer las cosas”.
Al abordar el tema de la capacidad existente en nuestro país
en materia de ingeniería civil y en
específico de cálculo estructural
e ingeniería sísmica, el doctor
54
mayo 2012
Valles dice que nuestra ingeniería
es reconocida a nivel mundial.
Sin embargo, el gremio se ha
segmentado por lo que existen
pocos despachos de cálculo grandes. “Somos muchos despachos
pequeños; por eso cuando hay
proyectos grandes el cliente prefiere contratar empresas extranjeras. Hace falta más unión”. Otro
aspecto que impacta para que el
número de ingenieros calculistas
sea reducido es el económico.
“Los honorarios en la materia están
castigados siendo un trabajo de
mucha responsabilidad y cuidado,
ya que las consecuencias de los
errores conllevan mucho riesgo”.
A pesar de las adversidades,
Ditec ha logrado ocupar un lugar destacado en su materia y el
equipo ha crecido. “La empresa
no lleva un nombre propio para
que la gente la sienta suya y entre
todos la hagamos crecer con una
visión corporativa que también
nos dé una mejor posición frente
a proyectos grandes”. En cuanto
Construcción y Tecnología en concreto
a su filosofía de trabajo, Valles fomenta en su equipo las enseñanzas
de sus maestros. “Vivimos en una
época en que todo es muy rápido
y confiamos mucho en la computadora. Los programas de cálculo
son muy gráficos; entonces, al
ver el modelo podemos caer en
el error de que la solución es la
correcta sin cuestionarla. Antes de
que el equipo se ponga a modelar
en la computadora, le pedimos
que analice proyecto y plantee
qué sistemas son los mejores para
cada caso. También tratamos de
no aplicar soluciones de proyectos anteriores a priori. Se pueden
transferir cosas pero no de manera
literal. Hay que cuestionar las soluciones y evolucionar, pensar cómo
podemos hacerlas mejor”.
Al haberse enfocado a soluciones estructurales principalmente
para edificaciones, el dr. Valles ha
trabajado de la mano con destacados arquitectos como: Teodoro
González de León, Alejandro Rivadeneyra, José Moyao o Benjamín
Romano, entre otros. Al preguntarle cómo ha sido su relación de
trabajo con ellos nos dice que los
grandes arquitectos tienen mucha
conciencia de la parte estructural y
por tanto, es un trabajo conjunto
donde las dos partes dialogan.
“Cuando participé en Reforma 222
con el ingeniero Enrique Martínez
Romero, vimos que era necesario
hacer un cambio en una columna
que era muy esbelta. Por parte
del equipo del despacho del arquitecto Teodoro González en un
principio hubo resistencia, pero
cuando lo revisamos con él, nos
dio la solución. Esto nos ha pasado también con otros arquitectos.
Para nosotros trabajar con ellos
nos da la oportunidad de ser parte
de proyectos únicos en los que las
recetas de los libros de texto no
son suficientes”.
Ditec ha desarrollado proyectos en todas las escalas. En este
sentido Valles afirma que ningún
proyecto es pequeño pues es
importante tener experiencia en
todo para que el ingeniero aprenda a ver el problema y conozca la
intención arquitectónica. Así, el
despacho colabora con CEMEX
en el desarrollo de soluciones para
casas de interés social con moldes
de concreto en toda la república,
mientras que, por otra parte, enfrenta el reto junto con Arup de
calcular un edificio atípico como
Torre Reforma cuyas plantas son
irregulares en todos los niveles.
Materiales y
estructura
En lo que toca a la aplicación de
materiales como el concreto y el
acero en las soluciones estructurales, Valles afirma que en Ditec
no están casados con un material.
“Hay proyectos que deben ser estructura metálica o de concreto, o
de mampostería. Cuando llegamos
un punto límite entre uno u otro
material, lo que debe mandar son
los números tanto a nivel estructural, como financiero. No hay reglas
establecidas, la solución depende
del proyecto”.
De su experiencia con el uso del
concreto dice que éste es un material muy noble que ha evolucionado mucho. “Hoy podemos usar
concretos de muy alta resistencia.
Esto ha disminuido la desventaja
que el concreto tenía respecto
del acero por ser más pesado.
Por ejemplo, en Torre Reforma se
dieron toda una gama de opciones
para la solución estructural. Se
analizó la estructura metálica y se
vio que la desventaja era que había
que ponerle todas las fachadas y
que, como era una estructura muy
pesada se iban a requerir muchos
contraventeos. Por el contrario, al
analizar el uso de muros de carga
de concreto como estructura portante, encontramos varias ventajas.
El sistema de rigidez es lateral y el
proceso de construcción permite
que los muros sean autoportantes
y una vez acabados se vayan colgando las losas. Otra ventaja es
que el concreto queda aparente
siendo el acabado final.”
Otra cualidad que a Valles
le gusta del concreto es que se
puede hacer cualquier forma y no
hay que forrarlo. En lo que toca
al desarrollo tecnológico de este
material opina que los concretos
de mayor resistencia tienen un
futuro importante en México; por
el contrario, en el caso de los concretos ligeros, considera que hay
poco desarrollo y no son rentables
aún. Sin embargo, es importante
conocer los avances que existen
en el uso de éste y otros materiales. “Las principales cargas de una
estructura están en su propio peso.
Hay que tener siempre en cuenta
la relación de resistencia peso. En
el ser humano lo más eficiente son
nuestros huesos y son muy ligeros.
Haciendo una analogía, hay que
acercar el uso de los materiales a la
relación que hay entre el esqueleto
humano y el resto de las partes de
nuestro cuerpo”.
Entre los temas que le interesa seguir impulsando a nuestro
entrevistado está el crear mayor
conciencia respecto de la seguridad de las construcciones. “Es
injusta la comparación entre un
edificio con amortiguadores sísmicos y uno sin amortiguadores.
Para el reglamento es igual; pero
es como tener un ‘vocho’ o un Rolls
Royce. Los dos te transportan,
tienen cuatro ruedas y pasan la
verificación; pero, en el caso de las
edificaciones, a la hora del impacto del sismo la sensación no es la
misma. Hace falta una clasificación
como la LEED en materia de eficiencia estructural. El reglamento
dice que las estructuras deben
permanecer en pie en el sismo y
que en un sismo extraordinario no
deben colapsarse. El reglamento
da las reglas para que esto último
no suceda, sin embargo no abarca
todos los casos”.
En lo que toca a la investigación, Valles comenta que se la
deben a sus clientes. “Por ejemplo, la sala del teatro del Centro
Cultural Mexiquense Bicentenario
(ver CyT de enero de 2012), de los
arquitectos José Moyao y Alejandro Rivadeneyra fue complicada
estructuralmente. Tiene grandes
volados y su comportamiento durante el sismo no es trivial. Otro
proyecto interesante en el que
participamos es la Casa Calero de
DCCP Arquitectos (Pablo Pérez
Palacios, Alfonso de la Concha
Rojas) en el que se la premisa fue
la reutilización de madera de cimbra, en específico de polines, en la
solución estructural. Me interesan
este tipo de proyectos con ideas
nuevas, diferentes”.
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Mejor e n c o n c r e t o
Moldajes textiles para
estructuras laminares
de concreto
Ronnie Araya; Mark West (coautor).
(Fotos: Cortesía de Ronnie Araya)
Ronnie Araya, arquitecto e investigador chileno,
compartió una interesante investigación sobre
un sistema que permite obtener gran resistencia
estructural al tiempo que reduce los costos,
aumentando su eficiencia y que busca brindar
nuevos caminos hacia una arquitectura sustentable.
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mayo 2012
Construcción y Tecnología en
en concreto
concreto
L
a correcta utilización de materiales y la elaboración de
elementos eficientes poseen
en la actualidad roles estratégicos en la búsqueda de una
arquitectura más orgánica y sustentable.
En este marco estrechamente vinculado
a una mejoramiento de la calidad en la
construcción, tanto Ronnie Araya, como
Mejor por… sus cualidades
Mark West han investigado las estructuras de concreto
de doble curvatura o cáscaras, las cuales corresponden
a formas estructuralmente más eficientes y arquitectónicamente más fluidas, ya que permiten redimir y
reducir el uso del concreto el cual para su elaboración
necesita del cemento, material que requiere altas
cantidades de energía para su elaboración. En este
sentido, la mayor dificultad técnica en la producción
convencional de estas estructuras se encuentra en
la elaboración de sus complejos moldajes, los que
se asimilan más a la construcción de embarcaciones
y fuselajes. Sin embargo, estas formas de complejas
geometrías pueden ser producidas fácilmente con
sencillos y económicos moldajes textiles, los cuales son
suspendidos estratégicamente para generar diversas
configuraciones estructurales.
Cabe decir que la investigación sobre moldajes textiles para estructuras laminares de concreto se encuentra
actualmente siendo desarrollada por el Centro de Estructuras y Tecnología para Arquitectura (CAST), de la Universidad de Manitoba, con sede en Winnipeg, Canadá.
De izq. a der. Steve Faust; Steven Berry; Ronnie Araya;
Aleksandra Chomik y Mark West.
• Los moldajes textiles son flexibles ya que trabajan
de manera tensada.
• Son más livianos, lo que los hace también
más económicos.
• Tienen gran potencial estructural y arquitectónico.
• Tienen una forma resistente mayoritariamente
a las compresiones.
• Pueden elevar la calidad estética de una obra.
Este documento presenta la investigación de
nuevos métodos de producción de delgadas estructuras funiculares de concreto de doble curvatura,
generadas con membranas textiles.
El concreto y los moldajes flexibles
Aunque el concreto posee una antigüedad considerable, sigue siendo concebido como un material
completamente rígido, debido a la naturaleza de los
moldajes en donde es contenido (moldajes que son
comúnmente confeccionados en madera o metal)
lo que resulta en formas comúnmente prismáticas,
masivas y de poco tacto. No obstante, siendo la naturaleza del concreto durante sus primeras horas fluida
y húmeda, es posible vislumbrar nuevas formas en el
uso de este material a través de los moldajes textiles.
La fluidez del concreto es revelada por la flexibilidad
de las membranas textiles. Cabe subrayar que los
moldajes textiles son más eficientes, ya que trabajan
de manera tensada (requiriendo menos material para
resistir las altas presiones ejercidas por el concreto) lo
cual se traduce en moldajes más livianos, reduciendo
el costo de los mismos.
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Mejor en concreto
A esta importante economía, se suma la reducción
en el peso de los elementos de concreto elaborados
con esta técnica, ya que estos moldajes pueden
fácilmente formar estructuras de secciones variables,
lo que implica finalmente la perdida de peso de una
edificación. Sin embargo, sin duda alguna, es en
la construcción de estructuras laminares de doble
curvatura, donde la técnica de los moldajes textiles
muestra su mayor sofisticación, potencial estructural
y arquitectónico.
do para generar formas resistentes, debido a que el
concreto es dispuesto de manera exacta en las líneas
de p r e s i o n e s , l o q u e p r o d u c e e s t r u c t u r a s
m á s económicas y eficientes. Además, se generan
elementos arquitectónicos de una profunda belleza,
ya que estas formas son parcialmente encontradas de
una manera natural. En este sentido, cabe decir que
los moldajes textiles se deforman libremente al recibir
el peso del concreto creando espontáneamente líneas
de tensión y dobles curvaturas.
Producción de dobles curvaturas,
forma resistente
Moldajes textiles rígidos/flexibles y
concretos reforzados textilmente
Las cáscaras de concreto de doble curvatura reducen
considerablemente la cantidad de concreto requeri-
Un primer prototipo de concreto laminar, construido en
el CAST, es confeccionado de manera directa sobre una
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mayo 2012
Construcción y Tecnología en concreto
moldaje flexible de tela geotextil, con mortero regular y
fibras de carbón como refuerzo para resistir tensiones,
siendo su geometría la sección de una catenaria la cual es
trasladada sobre un arco. Este elemento, posee una luz
de 5 metros y posee un espesor promedio de solo 3 cm.
Aunado a lo anterior, las membranas textiles
también permiten la elaboración de moldajes rígidos,
los que poseen la gran ventaja de facilitar la producción
en serie o prefabricación de elementos de hormigón,
siendo además un método convencional que resulta
familiar en medios industriales.
Para realizar este tipo de moldajes, se diseñó y
confeccionó en conjunto con la empresa de textiles
canadiense Fabrene, una tela de polipropileno especial,
la cual es capaz de atrapar mecánicamente el concreto
en una de sus superficies debido a su textura. La otra
superficie posee una acabado de PVC para permitir la
extracción del elemento final de concreto, sin la necesidad
de aplicar aceites u otros agentes desmoldantes.
Este moldaje textil, ha sido rigidizado con 3 cm. de
concreto reforzado con fibras de vidrio (GFRC), para
posteriormente ser invertido y así tomar ventaja de la
resistencia generada por la tensión de la tela, transformada
un moldaje que permite la producción de una forma
resistente mayoritariamente a las compresiones, ya
que el concreto es un material que resiste mejor este
tipo de esfuerzos.
Cabe decir que los pliegues inducidos en la superficie de este moldaje aumentan la capacidad estructural de estos elementos. Un cascarón de concreto
es producido desde este moldaje; puede poseer una
luz o claro de 6 metros y un espesor reducido a dos
centímetros promedio.
Asimismo, este textil puede ser incorporado en la
superficie del elemento final de concreto lo que permite
vislumbrar otras importantes ventajas constructivas
como son la impermeabilización (alejando el agua
del interior de una edificación) y aumentar el nivel de
terminación del concreto.
Pese a que el concreto reforzado textilmente existe,
su uso es reducido. De ahí que reforzar de manera
externa el concreto permite aumentar la resistencia
y la capacidad estructural de estos elementos (al
modo de una piel estructural) pudiendo prescindir
del acero como refuerzo, el cual presenta el continuo
problema de la corrosión. Cabe observar que otras
investigaciones también han demostrado las ventajas
de reforzar textilmente el hormigón. (En este sentido,
recomendamos consultar el sitio: www.dfg-science-tv.
de/en/projects/textile-concrete).
Esta investigación ha sido realizada en CAST desde
una perspectiva constructivo-arquitectónica, siendo el
análisis estructural de estas formas un paso próximo
necesario para demostrar la eficiencia y utilidad de
estas formas nacidas de esta técnica. Del mismo modo,
es necesario profundizar en el sistema estructural que
pueda servir de soporte de estos elementos, conexiones,
sus capacidades térmicas, así como de su comportamiento estructural en zonas sísmicas, entre otras.
Asimismo, siendo la eficiencia una de las condiciones
necesarias que deben poseer las obras de arquitectura
actualmente, los moldajes textiles se presentan como
una técnica que permite reducir y elevar la calidad
estética de este material.
Los autores del trabajo quieren expresar que los estudios
aquí descritos, fueron realizados junto con alumnos de
la carrera de Arquitectura en el Taller de construcción
realizado en el CAST, del cual Ronnie Araya fue profesor
entre 2010 y 2011, en la Universidad de Manitoba.
Colofón
La utilización de moldajes textiles en la producción de
concreto es una técnica en continuo crecimiento. El
interés de artistas, arquitectos, ingenieros y constructores
alrededor todo el mundo da cuenta de su enorme valor
y creciente interés.
Ronnie Araya es arquitecto y director asociado de CAST. Mark West
es director de CAST, de la Facultad de Arquitectura, de la Universidad de Manitoba, en Winnipeg Canadá. Para mayor información
de los moldajes flexibles, los invitamos a conocer la página web:
www.umanitoba.ca/faculties/architecture/cast/
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59
INTERNACIONAL
ola
Una
En su reciente
visita a México, la
famosa arquitecta Zaha
Hadid presentó el proyecto
del Centro Acuático de Londres
para los Juegos Olímpicos
2012, posiblemente el edificio
más innovador de la justa
deportiva.
L
a construcción del
Parque Olímpico de
los juegos de Londres 2012 está transformando extensas
áreas de antiguo uso
industrial al oriente de la capital británica en un espacio verde que será
la herencia de la justa olímpica a
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MAYO 2012
Isaura González Gottdiener
Retrato: a&s photo/graphics.
Fotos: www.zaha-hadid.com
congelada
esta gran ciudad. En esta operación
de transformación urbana participan destacados arquitectos, entre
ellos Zaha Hadid, quien recientemente tuvimos la oportunidad de
que visitara nuestra capital.
El despacho encabezado por la
ganadora del Premio Pritzker 2004,
diseñó el Centro Acuático de Lon-
Construcción y Tecnología EN CONCRETO
dres, un edificio de silueta ondulada
que asemeja una ola donde hay tres
albercas: una de competencias de
50 m. de largo, una de clavados de
25 m. y una de entrenamiento. Aquí
se desarrollarán en julio próximo las
competencias de natación, nado
sincronizado, submarinismo, polo
acuático y los deportes acuáticos
Zaha Hadid en México
En su reciente visita a la ciudad de México,
Zaha Hadid recibió el Premio Mario Pani
2012 que otorga la Universidad Anáhuac y
fue reconocida como “Huésped distinguido”
por el jefe de Gobierno del Distrito Federal, Marcelo Ebrard. En las
conferencias que ofreció en el XIII Congreso de Arquitectura y Diseño
Arquine y el Museo Interactivo de Economía, la arquitecta inglesa de
origen iraquí mostró algunos de sus proyectos, caracterizados por la
idea de crear nuevos espacios urbanos integrados al paisaje, a través de
morfologías conceptuales. Para Zaha, lidiar con los grandes problemas
de sus creaciones significa lidiar con la morfología del paisaje. “Me
gusta que un edificio se funda con el paisaje”, dijo y mostró como en sus
proyectos usa figuras de la naturaleza como árboles, burbujas, colmenas,
almejas y flores. También señaló que el espacio arquitectónico puede
ser explorado desde distintos puntos de vista o simultáneos, no sólo en
términos espaciales, sino de tiempo y recorrido y agregó que hay que
explorar constantemente en la búsqueda
de nuevos materiales y su adaptación
al medio arquitectónico. Otro aspecto
que destacó al presentar su obra es que
considera fundamental crear grandes
espacios que las personas puedan
usar, que sean del dominio público.
El parque Acuático de Londres es fiel
reflejo de esto.
del Pentatlón
moderno. También será la sede de
las pruebas de natación
de los Juegos paralímpicos.
Localizado en el borde sudeste del recinto olímpico, junto al
Stratford City Bridge, el edifico es
la puerta de entrada al complejo
deportivo. El puente, de uso peatonal, conecta al parque olímpico con
el municipio de Stratford y con la
estación de metro más cercana. El
edificio −desplantado en un predio
de 55 mil metros cuadrados− está
alineado perpendicularmente al eje
del puente por el que accederán
la mayoría de los peatones, con lo
que su fachada será el primer plano
que los visitantes verán al ingresar
al parque.
El Centro acuático se integra
con el puente al nivel de la base
por medio de un podio de aspecto
macizo sobre el que se desarrolla
una gran cubierta de mayor ligereza estructural y visual. “El concepto
arquitectónico está inspirado en
el fluido geométrico del agua en
movimiento, creando espacios y un
entorno en armonía con el Parque
Olímpico y el río que se encuentra
dentro de éste”, explicó Zaha Hadid en la presentación que hizo del
proyecto en el Museo Interactivo de
Economía (MIDE) durante su visita a
la Ciudad de México en marzo pasado. La piscina de entrenamiento
está ubicada debajo del nivel del
puente y tiene un techo de concreto
monolítico con un patrón repetitivo
de huecos para tragaluces que
permiten la iluminación natural. En
lo que toca a las albercas de competencias y buceo, éstas quedan bajo
la gran cubierta de la que Zaha Hadid dijo en el MIDE: “La figura que
tiene es como la de una ostra; las
17 mil personas que estarán en la
alberca principal podrán observar
la figura de unas alas desplegadas
a los lados de la alberca”.
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MAYO 2012
61
INTERNACIONAL
Alas de acero que se
posan en el concreto
Construida con concreto, acero,
madera y cristal, esta infraestructura deportiva tendrá una capacidad
de 17 mil 500 espectadores durante
la gesta olímpica y posteriormente,
se transformará en una instalación
para la comunidad, por lo que será
adaptada para tener una capacidad
de 2 mil 500 personas en su uso
cotidiano; los asientos temporales
están fabricados en módulos que
serán desmantelados al término
de los juegos. El Centro Acuático
será parte de la ciudad de Stratford
y, junto con otros proyectos del
área, ayudará a regenerar el Lower
Lea Valley. Cabe mencionar que en
2013 el Parque Olímpico será renombrado como Queen Elizabeth
Olympic Park.
Arquitecta
Zaha Hadid.
62
MAYO 2012
Construcción y Tecnología EN CONCRETO
De acuerdo con el promotor del
proyecto, John Nicholson, de todas las instalaciones olímpicas, el
Centro Acuático es el edificio que
ha enfrentado los mayores retos en
su construcción. Desde el momento
que fue elegida su ubicación hubo
que solucionar problemas. El terreno está bordeado por una línea
de ferrocarril hacia el oriente y un
canal de agua hacia el poniente.
Para edificar el recinto fueron demolidos 11 edificios comerciales
y excavadas 160 mil toneladas de
tierra contaminada por gasolina,
alquitrán, plomo y arsénico. Posteriormente se tuvieron que llevar 140
mil toneladas de tierra limpia para
poder iniciar la edificación. Durante
la excavación fueron encontrados
restos de un asentamiento prehistórico y se tuvieron que reubicar
los cables de electricidad de alta
tensión en trincheras subterráneas
de concreto. Otro reto fue abatir
el nivel freático. La zona ha estado
sujeta a inundaciones a lo largo
del tiempo, por lo que se tuvo que
bombear el agua constantemente
sobretodo en la primera etapa de
la obra.
La firma constructora Balfour
Beatty ganó el contrato de construcción que se abrió a licitación en
marzo de 2007. La obra comenzó
dos meses antes de lo previsto, el
17 de julio de 2008. Inicialmente, el
presupuesto fue de 75 millones de
libras esterlinas, pero de acuerdo
con información de Internet se ha
elevado a 250 millones de libras
debido a la inflación y a consideraciones posteriores de proyecto por
parte de las autoridades olímpicas.
El edificio y sus albercas están
soportados por 1,200 pilotes de
fricción de 25 m. de profundidad
de concreto armado. La cubierta,
de arco parabólico y doble cur-
INTERNACIONAL
vatura que cubre una superficie
de 11 mil 200 metros cuadrados
y pesa 2 mil 800 toneladas, está
apoyada en tan sólo tres puntos
con lo que su estructura recuerda
más a la de un puente que a la de
un edificio. Con 120 metros de
largo y 90 metros de ancho, esta
“ola congelada” se apoya en el extremo sur en un muro de concreto
armado de 10 m. de altura, 10 m.
de largo y 5 m. de ancho para el
que se utilizaron 850 metros cúbicos de concreto. Mientras que en
el extremo norte, hay dos núcleos
de apoyo de 10 x 4 metros, también
de concreto armado. Frente al gran
muro del costado norte están otros
elementos monolíticos de concreto:
el basamento de los trampolines y
las plataformas de los clavados las
cuales tienen el sello distintivo de
Zaha Hadid. Estas torres de bordes
curvos fueron construidas con 462
toneladas de concreto autocompactante de alta tecnología con
agregado de fibra de vidrio. Los
tanques de las albercas también
son de concreto.
Uno de los principales retos de
construcción fue decidir el procedimiento para armar la cubierta.
Tras analizar varias opciones, los
ingenieros de Arup y Rowecord
−firmas responsable del cálculo
estructural y de la fabricación de la
cubierta respectivamente− optaron
por ensamblar en el sitio las piezas
de acero prefabricadas de 15 m. de
largo que conforman los arcos. Una
vez armados, estos fueron izados
con tres grúas de 1,350 toneladas
de capacidad de carga. Con esta
solución sólo se utilizaron tres
apoyos temporales para levantar el
singular techo cuyo peso descansa,
como ya se mencionó, únicamente
en tres apoyos de concreto. Una
vez rigidizada la estructura, fue revestida hacia el exterior con placas
de aluminio Kalzip fijadas a una
cubierta estructural de aluminio,
64
MAYO 2012
mientras que hacia el interior es de
madera (Secoya de Brasil), lo que ha
despertado algunas críticas porque
no se conoce su comportamiento
en condiciones de humedad.
Construcción y Tecnología EN CONCRETO
Datos de interés
Nombre de la obra: Centro
acuático Londres 2012.
Arquitectos: Zaha Hadid
Architects.
Ubicación: Londres, Reino
Unido.
Colaboradores: Alex
Bilton, Alex Marcoulides,
Barbara Bochnak, Carlos
Garijo, Clay Shorthall,
Ertu Erbay, George King,
Giorgia Cannici, Hannes
Schafelner, Hee Seung
Lee, Kasia Townend,
Nannette Jackowski, Nicolas
Gdalewitch, Seth Handley,
Thomas Soo, Tom Locke,
Torsten Broeder, Tristan Job,
Yamac Korfali, Yeena Yoon.
Año del proyecto: 2011.
Cliente: Autoridad del
Comité de los Juegos
Olímpicos.
Materiales: Concreto y
vidrio.
Otro aspecto a cuidar en la
obra fue el viento ya que podía
generar turbulencias debajo de los
volados debido a la acumulación
de presión. Para prevenir esto, los
ingenieros de Arup consideraron
un efecto de amplificación de las
cargas de viento estáticas aplicadas al diseño de la cubierta que
también fue sometida a pruebas
de túnel de viento y analizada en
un modelo de computadora para
ver los efectos de la nieve, el viento
y los cambios de temperatura.
Colofón
El Parque Olímpico será la sede
principal de los juegos y fue construido en una antigua zona industrial. Tendrá amplias zonas verdes
con cuatro mil árboles sembrados,
más de 300 mil plantas de humedales y un jardín con 120 mil
plantas de 250 diferentes especies
provenientes de diversas partes
del mundo, que además creará
un hábitat permanente para varias
especies de aves. Tiene una extensión de 2.5 km² y en él se localiza la
Villa Olímpica y nueve instalaciones
deportivas entre las que el Centro
Acuático es, sin duda, la más espectacular.
Mi
OBRA
en concreto
¿Quién está en la foto?: Héctor Iván Morales
Huerta.
¿Donde está?: En el Interior del escudo
excavador, en la Construcción del túnel
Profundo de la Línea 12 del STC Metro.
¿Por qué decidió tomarse una foto en
ese lugar?: Porque su construcción es una
muestra de la gran ingeniería mexicana. Será
una obra que beneficiará a más de 380 mil
habitantes de la Ciudad de México.
Dato relevante: La Línea 12 del STC Metro
tendrá una extensión de 25.1 kilómetros;
ofrecerá un servicio de transporte rápido,
eficiente, ambientalmente limpio, económico
y seguro.
Estimado lector: ¡Queremos conocer tus fotos!
Mándalas a: [email protected]
CONCRETO VIRTUAL
Gabriela Celis Navarro
Desde Japón
A
través de internet podemos conocer el trabajo
que realizan entidades hermanas vinculadas al
sector cementero. Tal es el caso de esta página
web, en inglés y japonés, del Instituto Japonés del
Concreto, en la cual podemos conocer la historia del
organismo; actividades que desarrollan; guías sobre
normatividad; publicaciones (como su Concrete Journal
o el Concrete Research and Technology); información
sobre su convención anual; datos y links de eventos
importantes del sector, entre otros temas que podrá
hallar si accede a esta interesante página originada
al otro lado del mundo.
www.jci-net.or.jp/index-e.shtml
66
mayo 2012
Construcción y Tecnología en concreto
PUNTO DE F U G A
Índice de anunciantes
El Puerto de Puteoli
PASA
Gabriela Celis Navarro
Restos del
Anfiteatro Flavio
en Puteoli.
CONTROLS
3ª DE FORROS
HENKEL
4ª DE FORROS SUBMARELHER1
CICM3
SIKA25
sma29
SYSCOM41
Foto: http:// upload.wikimedia.org.
Foto: http://4.bp.blogspot.com.
E
l Puerto de Puteoli
(Pozzuoli), fue originalmente la colonia griega llamada Dicearchia. Para
el año 300 d.C ya tenía más
de 1000 años de antigüedad
como urbanización. Para el siglo I fue revigorizado durante el Imperio romano y
construido su puerto de nueva cuenta, con el material abundante en la región,
una arena de procedencia volcánica conocida como “pozzolana”, haciendo
del lugar uno de los más importantes puertos del Mediterráneo en el cual se
generaron obras con este material producto de la naturaleza. Cabe decir que
desde tiempos remotos Puteoli o Pozzuoli y su entorno es una zona volcánica y
sulfurosa, por lo cual abunda este tipo de piedra pómez que conocemos como
puzolana. Gracias a la abundancia de este material, la civilización romana descubrió su potencial en materia constructivo usándolo en obras tan importantes
como el famoso Panteón de Agripa en donde se mezcló cal, puzolana y agua,
añadiendo además ladrillos rotos a manera de agregados, lo que generó que
se aligerara el peso de la cúpula. En la actualidad, aún existen canteras de puzolana en la otrora Puteoli, ciudad donde por cierto, creció además una de las
más importantes divas italianas: Sofía Loren. Así, les presentamos dos grandes
razones para admirar este lugar.
2ª DE FORROS
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MAYO 2012
Construcción y Tecnología en concreto